三元杂交(共12篇)
三元杂交 篇1
1 哺乳仔猪的饲养
1.1 尽早让仔猪多吃初乳
因为母猪初乳对初生仔猪具有特殊的营养价值。初乳中的蛋白质含量为常乳的2倍左右, 而且初乳中所含抗体是初生仔猪获得免疫抗体的主要来源。为增强仔猪的体质, 提高抗病能力, 应让初生仔猪尽早多吃初乳。
1.2 尽早补料
一般可在仔猪出生后7 d左右开始补料, 补料以优质全价颗粒料为佳。经过一段时间的训练和适应, 当母猪的泌乳量下降时, 仔猪已能吸收利用饲料中的营养, 这样就不会影响仔猪的生长发育。
1.3 注重保暖
为提高仔猪的成活率, 避免因寒冷引发疾病乃至死亡, 在气温较低的季节, 必须注意给仔猪保暖。仔猪生长较适宜的温度条件是:仔猪1周龄内室温应控制在30℃左右, 1~2周龄控制在26℃左右, 3周龄后降至22℃。
2 断乳仔猪的饲养
2.1 饲喂优质饲料
断乳仔猪应饲喂优质的全价颗粒乳猪料, 饲料中粗蛋白含量应达到19%, 每千克饲料中消化能为13.85 MJ, 以满足断乳仔猪的生长发育。
2.2 适当减少饲料喂量
仔猪断乳后, 极易产生应激。此时应减少20%的饲料喂量, 使断乳后的仔猪能保持较强的食欲和消化功能。1周后即可恢复饲料喂量。
2.3 水和饲料分开饲喂
农村有用稀料喂猪的习惯, 但用这种水分含量很高的稀料喂猪极易形成大肚而降低经济性能。所以应用配合好的全价料直接喂猪, 同时另置水槽供猪饮水。
2.4 断乳后要合理分群
仔猪断乳后要按体重和日龄进行分群。一般将体重和日龄基本相近的组成一群, 体弱的应挑出单独加强饲喂。
3 仔猪期的疾病防治
3.1 预防仔猪白痢
仔猪白痢是最常见的仔猪疾病。其发病率、死亡率都较高。发病时期, 一是出生后一周左右, 二是20日龄前后。第一个时期死亡率高, 常常因脱水致死。20日龄左右的白痢病多由消化不良引起, 死亡率虽然不高, 但会影响仔猪增重。
白痢病的病源体是大肠杆菌, 但它的存在并不具有决定性作用, 仔猪是否发病是由多种复合因素所致。针对上述发病原因, 应采取以下综合措施:一是母猪妊娠期要实行全价饲养, 特别是要多喂些青绿饲料, 母猪不要养得过肥。二是在产仔前对产房进行彻底消毒, 并且在整个育仔阶段要保持圈舍干燥、温暖、卫生、空气新鲜, 要特别重视仔猪的保温。三是泌乳母猪饲料要全价, 特别是要有足够的维生素。饲粮一定要保持相对稳定, 骤变饲粮往往容易引起仔猪下痢。四是按要求为仔猪配合全价饲粮, 必要时添加复合维生素添加剂、生长刺激剂 (如土霉素碱粉) 、抑菌药物 (如喹乙醇) , 即能刺激其生长又能起到防治仔猪白痢的作用。五是一旦发生仔猪白痢、不要单纯抓仔猪的治疗, 应从改善母猪饲养管理和环境条件着眼, 加强泌乳母猪的放牧运动, 适当减少浓厚饲料的给量, 多喂些青绿饲料。搞好圈舍卫生与消毒, 同时抓紧仔猪治疗。治疗原则是投药与补液并行。
3.2 搞好预防注射
适时搞好预防注射, 是增强仔猪免疫力、减少发病率和死亡率、提高育成率及断奶窝重的重要一环。是保证整个猪群健康的关键措施之一。适时做好猪瘟、猪丹毒、猪水肿病和副伤寒的预防注射。疫苗要妥善保管, 防止失效。注射时应按疫苗说明及免疫程序进行。要力争头头注射, 个个免疫。
三元杂交 篇2
层状的Co02,其理论容量为274 mAh/g,实际容量在140~155 mAh/g。其优点为:工作电压高,充放电电压平稳,适合大电流放电,比能量高,循环性能好。缺点是:实际比容量仅为理论容量的50%左右,钴的利用率低,抗过充电性能差,在较高充电电压下比容量迅速降低。另外,再加上钴资源匮乏,价格高的因素,因此,在很大程度上减少了钻系锂离子电池的使用范围,尤其是在电动汽车和大型储备电源方面受到限制。
镍钴锰三元复合正极材料研究工作中面临的问题和不足
(1)合成工艺不成熟,工艺复杂。由于世界各国对于复合正极材料的研究最近几 年才开始,且材料中的Ni2+极难氧化成Ni3+,锰离子也存在多种氧化价态,因而合成层状结构的正极材料较为困难,尚未研究出最佳的合成工艺。由于大量掺入过渡金属元素等因素,复合正极材料的合成工艺相对复杂,需经过长时间的煅烧,并且大多只能在氧气气氛中,温度高于900℃的条件下合成出具有优异电化学性能的复合正极材料,这对于该材料的工业化生产带来了很大的局限性。(2)忽略了镍钴锰三元复合正极材料合成过程中前驱体的研究。由于目前合成复 合正极材料均需煅烧,而国内外普遍采用直接市售的、Ni-H电池及陶瓷行业专用的镍化物、钴化物和锰化物作为煅烧原料进行合成,仅考虑原料的化学组成,而未注意到煅烧前驱体的种类和相关性能对复合正极材料的结构和电化学性能产生的巨大影响。
目前开发高性能、低成本的新型锂离子电池正极材料的研究思路主要有:
(1)充分综合钴酸锂良好的循环性能、镍酸锂的高比容量和锰酸锂的高安全性及低成本等特点,利用分子水平混合、掺杂、包覆和表面修饰等方法合成镍钴锰等多元素协同的复合嵌锂氧化物;
(2)高安全性、价廉、绿色环保型橄榄石结构的LiMPO4(M=Fe、Mn、V等)的改性和应用;
(3)通过对传统的钴酸锂、镍酸锂和锰酸锂等正极材料进行改性、掺杂或修饰,以改善其理化指标和电化学性能。其中利用具有多元素过渡金属协同效应的镍钴锰等复合嵌锂氧化物,因其良好的研究基础及可预见的应用前景而成为近年备受关注的焦点之一。
锂离子电池正极材料应达到的要求:
锂离子电池正极材料一般均采用嵌入化合物,主要是过渡金属氧化物,一方面,过渡金属存在混合价态,电子导电性比较理想;另一方面不易发生歧化反应。性能优良的锂离子电池正极材料应该具有以下几个方面的性能:
(l)正极材料中要有丰富的锂存在,这样才能够有大量的锂进行可逆嵌入和脱嵌反应,就可以使电池的容量得到提高。在锂离子脱嵌时电极反应的自由能变化不大,以保证电池充放电电压平稳。
(2)在进行嵌入/脱嵌过程中,锂离子要具有良好的嵌入和脱嵌可逆性,并且在这个过程中正极材料的结构应该变化很少,这样有利于提高锂离子电池的循环性能,具有大量的界面结构和表观结构,有利于增加嵌锂的空间位置,提高嵌锂容量。
(3)正极材料需具有大孔径隧道结构,以便锂离子在“隧道”中有较大的扩散系数和迁移系数,并具有良好的电子导电性和离子导电性,这样可减少极化,提供最大工作电流。
(4)作为正极材料的嵌入化合物,应该与电解液尽可能的少反应或者不反应,彼此间的化学相容性要好,在整个充放电过程中电化学稳定性高,并且与电解质 保持良好的热稳定性,以保证工作的安全。
(5)过渡金属离子在嵌入化合物中应具有较高的氧化还原电位,从而使电池的输出电压高。氧化还原电位随锂离子的变化尽可能少,这样电池的电压不会发生显著地变化,可保持较平稳的充电和放电。
(6)电解液的稳定电位区间大于电池的应用电位区间。
(7)在产品的产业化方面,正极材料应该具备原材料容易获得,价格相对低廉,对环境无污染,能量密度高,易于制作成各种形状的电极结构,提高锂离子电池的性能价格比。
三元材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的发展:
近年来,为应对汽车工业迅猛发展带来的诸如环境污染、石油资源急剧消耗等负面影响,各国都在积极开展采用清洁能源的电动汽车EV以及混合动力电动车HEV的研究。其中作为车载动力的动力电池成为EV和HEV发展的主要瓶颈。
商业化的锂离子电池主要采用LiCoO2作为正极材料,LiCoO2存在安全性和耐过充性问题,Co属于稀有资源,价格昂贵,且金属钴容易对环境造成污染。而LiNiO2的稳定性差,容易引起安全问题,需在氧气气氛下合成,并且容易发生阳离子混排和生成非化学计量结构化合物。锰系正极材料价格低廉,资源丰富,分布广泛,其中层状LiMnO2是一种热力学不稳定材料,容量虽高,但是在充放电过程中层状结构会向尖晶石型结构转变,导致比容量衰减快,电化学性能不稳定。LiMn2O4在循环过程中容易发生晶型转变以及锰离子的溶解和Jahn-Teller效应,导致电池容量衰减。LiFePO4可称为零污染正极材料,由于其在价格便宜和高安全性方面的优势,而倍受重视,近年来,该材料得到广泛研究和应用,但该材料电导率低,且振实密度小,因而,其应用领域依然受到很大限制。
综合LiCoO2,LiNiO2,LiMnO2三种锂离子电池正极材料的优点,三元材料的性能好于以上任一单一组分正极材料,存在明显的协同效应,被认为是最有应用前景的新型正极材料。通过引入Co,能够减少阳离子混合占位,有效稳定材料的层状结构,降低阻抗值,提高电导率。引入Ni,可提高材料的容量。引入Mn,不仅可以降低材料成本,而且还可以提高材料的安全性和稳定性。三元材料可以按照不同比例,由镍钴锰三种金属元素组成复合型过渡金属氧化物,用通式LiNi1-x-yCoxMnyO2来表示。目前比较普遍的做法是将Ni/Mn两种金属元素的摩尔比固定为1:1,以维持三元过渡金属氧化物的价态平衡,然后再调整它们与Co元素的比例,在平衡性能和成本的基础上,优化组成。现在文献中最常见的组成是LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2三元正极材料,此外还有LiNi2/5Co1/5Mn2/5O2,LiNi3/8Co2/8Mn3/8O2等。
作为一类具有三元协同效应的功能材料,Ni、Co、Mn的计量比对该材料的合成及性能影响显著。一般来说,Ni的存在能使LiNixCoyMn1-x-yO2的晶胞参数c和a值分别增加,同时c/a值减小,晶胞体积相应增大,有助于提高材料的可逆嵌锂容量。但过多Ni2+的存在又会因为与Li+发生位错现象而使材料的循环性能恶化。Co能有效地稳定复合物的层状结构并抑制3a和3b位置阳离子的混合,即减小Li层与过渡金属层的阳离子混合,从而使锂离子的脱嵌更容易,并能提高材料的导电性和改善其充放电循环性能;但随Co的比例增大,晶胞参数中的c和a值分别减小,c/a值反而增加,使得晶胞体积变小,导致材料的可逆嵌锂容量下降。而Mn的引入除了大幅度降低成本外,还能有效地改善材料的安全性能,但Mn的含量太高则容易出现尖晶石相而破坏材料的层状结构。
目前,镍钴锰三元正极材料的研究主要集中在材料的合成以及电化学性能与结构的关系上。在实际电池中,正极材料颗粒的形貌、粒径分布、比表面积及振实密度等物性特征对材料的加工性能及电池的综合电性能影响很大,为了拓宽锂离子电池的应用范围,尤其是将三元材料应用于对安全性、循环性以及倍率特性要求苛刻的动力电池上,高密度、粒径分布均匀的球形三元材料的制备已经成为研究的热点,而如何在保证其电化学性能的前提下提高其振实密度则是三元材料走向大规模应用的关键。
预计到2015年和2020年我国车用和储能锂离子电池将达到如下目标(表l,2),大规模应用于电动交通、智能电网等领域,进一步促进新能源产业的快速发展。
三元材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的结构特点:
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料具有与LiCoO2相似的单一的基于六方晶系的α-NaFeO2型层状岩盐结构,空间点群为R3m。锂离子占据岩盐结构(111)面的3a位,过渡金属离子占据3b位,氧离子占据6c位,每个过渡金属原子由6个氧原子包围形成MO6八面体结构,而锂离子嵌入过渡金属原子与氧形成的Ni1/3Co1/3Mn1/3O层。因为二价镍离子的半径(0.069nm)与锂离子的半径(0.076nm)相接近,所以少量镍离子可能会占据3a位,导致阳离子混合占位情况的出现,而这种混合占位使得材料的电化学性能变差。通常在XRD中,将(003)/(104)峰的强度比以及(006)/(012)和(018)/(110)峰的分裂程度作为阳离子混合占位情况的标志。一般情况下,(003)/(104)峰的强度比高于1.2,且(006)/(012)和(018)/(110)峰出现明显分裂时,层状结构明显,材料的电化学性能优良。LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的晶胞参数a=2.8622Å、c=14.2278 Å。在晶格中镍、钴、锰分别以+
2、+
3、+4价存在,同时也存在少量的Ni3+和Mn3+,在充放电过程中,除了有Co3+/4+的电子转移外,还存在Ni2+/3+和Ni3+/4+的电子转移,这也使得材料具有了更高的比容量。Mn4+只是作为一种结构物质而不参与氧化还原反应。Koyama等提出2个描述LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2晶体结构模型,即具有[√3×√3]R30°型超结构[Ni1/3Co1/3Mn1/3]层的复杂模型,晶胞参数a=4.904 Å,c=13.884 Å,晶格形成能为-0.17eV和CoO2、NiO2和MnO2层有序堆积的简单模型,晶格形成能为+0.06eV。因此,在合适的合成条件下,完全可以形成第一种模型,这种晶型在充放电过程中可以使晶格体积变化达到最小,能量有所降低,有利于晶格保持稳定。
[Ni1/3Co1/3Mn1/3]超晶格型结构模型
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2有序堆积简模型
三元材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的电化学性能及热稳定性
LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2作为锂离子电池正极材料,具有较高的锂离子扩散能力,理论容量达278mAh/g,在充电过程中,在3.6V~4.6V之间有两个平台,一个在3.8V左右,另一个在4.5V左右,主要归因于Ni2+/Ni4+和Co3+/Co4+2个电对,且容量可达250 mAh/g,为理论容量的91%。在2.3V~4.6V电压范围内,放电比容量为190 mAh/g,100次循环后,可逆比容量比190 mAh/g还要多。在2.8V~4.3V、2.8V~4.4V和2.8V~4.5V电位范围内进行电性能测试,放电比容量分别为159 mAh/g、168 mAh/g和177 mAh/g.且在不同温度下(55℃、75℃、95℃)和不同倍率放电时充放电,材料的结构变化均较小,具有良好的稳定性,高温性能良好,但低温性能有待改进。
锂离子电池的安全性一直都是商业化的一个重要衡量标准,在充电状态下与电解液的热效应是正极材料是否适用于锂离子电池的关键。
DSC测试结果表明,充电后的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2在250~350℃未发现尖峰,LiCoO2在160℃和210℃有2个放热尖峰,LiNiO2在210℃有一个放热尖峰。三元材料在这个温度范围内也有一些放热和吸热反应,但反应要温和得多。
三元材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备技术有哪些:
正极材料微观结构的改善和宏观性能的提高与制备方法密不可分,不同的制备方法导致所制备的材料在结构、粒子的形貌、比表面积和电化学性质等方面有很大的差别。目前LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的制备技术主要有固相合成法、化学沉淀法、溶胶凝胶法、水热合成法、喷雾降解法等。
固相合成法:一般以镍钴锰和锂的氢氧化物或碳酸盐或氧化物为原料,按相应的物质的量配制混合,在700~1000℃煅烧,得到产品。该方法主要采用机械手段进行原料的混合及细化,易导致原料微观分布不均匀,使扩散过程难以顺利地进行,同时,在机械细化过程中容易引入杂质,且煅烧温度高,煅烧时间长,反应步骤多,能耗大,锂损失严重,难以控制化学计量比,易形成杂相,产品在组成、结构、粒度分布等方面存在较大差异,因此电化学性能不稳定。
案例
1、Y.J.Shin等将Co3O4和Li2CO3通过固相反应制得LiCoO2,然后将适量的LiCoO2、NiO、MnO2和Li2CO3通过固相反应得到LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。由于配料混合的不均匀性直接影响到正极材料中镍钴锰分布,因此产品在组成、结构、粒度分布等方面存在较大差别,材料电化学性能重现性不好。
案例
2、N.Yabuuchi等将Ni(OH)
2、Co(OH)2和Mn(OH)2按Co:Ni:Mn=0.98:1.02:0.98充分混合,球磨,在150℃下预热1h,然后在空气中加热到1000℃烧结14h得到LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,用高温固相法直接烧结上述原料,容易出现混料不均、无法形成均相共熔体以及各批次产物质量不稳定等问题。
溶胶-凝胶法:先将原料溶液混合均匀,制成均匀的溶胶,并使之凝胶,在凝胶过程中或在凝胶后成型、干燥,然后煅烧或烧结得所需粉体材料。溶胶凝胶技术需要的设备简单,过程易于控制,与传统固相反应法相比,具有较低的合成及烧结温度,可以制得高化学均匀性、高化学纯度的材料,但是合成周期比较长,合成工艺相对复杂,成本高,工业化生成的难度较大。
案例:J.Li等以锂、镍、锰、钴的乙酸盐为原料,柠檬酸为络合剂,在80℃制成溶胶,然后在120℃干燥,形成凝胶,并在450℃预烧5h,900℃再焙烧15h,得到最终产物。
化学共沉淀法:一般是把化学原料以溶液状态混合,并向溶液中加入适当的沉淀剂,使溶液中已经混合均匀的各个组分按化学计量比共沉淀出来,或者在溶液中先反应沉淀出一种中间产物,再把它煅烧分解制备出微细粉料。化学共沉淀法分为直接化学共沉淀法和间接化学共沉淀法。直接化学共沉淀法是将Li、Ni、Co、Mn的盐同时共沉淀,过滤洗涤干燥后再进行高温焙烧。间接化学共沉淀法是先合成Ni、Co、Mn三元混合共沉淀,然后再过滤洗涤干燥后,与锂盐混合烧结;或者在生成Ni、Co、Mn三元混合共沉淀后不经过过滤而是将包含锂盐和混合共沉淀的溶液蒸发或冷冻干燥,然后再对干燥物进行高温焙烧。与传统的固相合成技术相比,采用共沉淀方法可以使材料达到分子或原子线度化学计量比混合,易得到粒径小、混合均匀的前驱体,且煅烧温度较低,合成产物组分均匀,重现性好,条件容易控制,操作简单,目前工业上已有规模生产。
案例
1、S.C.Zhang等以LiNO3、Ni(NO3)
2、Co(NO3)2和MnCl2为原料按摩尔量的比3.3:1:1:1溶解在乙醇里形成总离子浓度为3mol/L的溶液,将此溶液以1滴/秒的速度滴加到3mol/L的KOH乙醇溶液中,分离出沉淀并在80℃干燥10h,然后在空气中于400~800℃煅烧,获得粒径10~40nm的粉末正极材料。
案例
2、X.F.Luo等按化学计量比将NiS04·6H20、CoSO4·7H2O和MnS04·H2O溶解到蒸馏水中,在该混合溶液中缓慢加入2mol/L NaOH溶液和适量的2mol/L NH4OH,同时在50℃氩气保护下激烈搅拌24h。反应完全后,将所得沉淀物过滤,并用蒸馏水洗涤,在50~60℃真空条件下干燥一夜。将所得产物与过量5%的Li0H·H20混合。将所得粉末压成饼状,在480℃加热5h,650℃加热9h,然后在空气中于700~1000℃煅烧18h,获得LiNi1/3C01/3Mn1/302。在以氢氧化物作沉淀剂的共沉淀的过程中,如果反应没有惰性气体保护,初始得到的Mn(OH)2就很容易被氧化成Mn00H和Mn02,而Mn2+则能在碳酸根离子或草酸根离子中稳定存在。因此T.H.Cho工作组分别采用碳酸盐共沉淀法和草酸盐共沉淀法制备出正极材料LiNi1/3C01/3Mn1/302。
水热合成法:水热合成技术是指在高温高压的过饱和水溶液中进行化学合成的方法,属于湿化学法合成的一种。利用水热法合成的粉末一般结晶度高,并且通过优化合成条件可以不含有任何结晶水,且粉末的大小、均匀性、形状、成份可以得到严格的控制。水热合成省略了锻烧步骤和研磨的步骤,因此粉末的纯度高,晶体缺陷的密度降低。但是对于锂离子电池来说水热法并不是很好,当用水热法以CoOOH为前驱体合成LiCoO2时,研究表明在160℃的高压釜中反应48h,可以从混合物得到单相的Li CoO2,但其循环性能并不好,需要在高温下热处理,提高其结晶度后,LiCoO2的循环性能得以改善 其他方法:将镍、钴、锰、硝酸锂在氨基乙酸中于400℃点燃,燃烧产物碾碎后在空气中800℃加热4h,冷却后得到正极材料;将蒸馏水溶解的硝酸锂、镍钴锰盐通过喷雾干燥法制备得到正极材料;以镍钴锰盐为原料,柠檬酸为络合剂,配成溶液送入超声喷雾热分解装置,得到[Ni1/3Co1/3Mn1/3]O2前驱体,再将前驱体与锂盐混合高温烧结得到正极材料;
化学共沉淀法制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(方法与结论)
1、北京大学化工学院采用化学沉淀法制备出了LiXNi1/3Co1/3Mn1/3O2。即用去离子水将摩尔比为1:1:1的镍钴锰三氯化物配成1.5M的溶液,将三元氯化物溶液和碳酸氢铵溶液以固定的流速滴入装有40℃去离子水的烧杯中,高速搅拌后真空抽滤,用去离子水多次洗涤后120℃烘干得到前驱体。将前驱体与碳酸锂按照1.05:1混合并在马沸炉中1000℃煅烧12h,自然冷却后研磨筛分得到三元正极材料。
2、华南农业大学理学院采用共沉淀法合成了正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。镍、钴、锰三元共沉淀物前驱体的合成方法为控制结晶法。沉淀剂分别为LiOH、NaOH+NH3.H2O、NH4HCO3、Na2CO3和NH4HCO3+Na2CO3。按镍钴锰1:1:1称取硝酸镍、硝酸钴和硝酸锰配成适当浓度的混合溶液,将此混合溶液和适当浓度的沉淀剂通过流量计加入到反应釜中,控制搅拌速度、PH值和温度。所得沉淀用去离子水洗涤干燥后得到镍钴锰三元沉淀物前驱体Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2或 Ni1/3Co1/3Mn1/3CO3。以n(Li):n(Ni1/3Co1/3Mn1/3)=1.05:1的比例将Li2CO3和前驱体球磨混合,将混合好的原料放入坩埚中并用一定大小的压力将混合物压紧,将坩埚放入程序控温箱式电阻炉内,在空气气氛下于480℃恒温若干小时,再以一定的升温速率升温至950℃,保温一定时间后缓慢降至室温,得到三元正极材料,将烧制好的样品粉碎、研磨并过400目筛备用。
结论:由不同沉淀剂所合成的LiNi1/ 3Co1/ 3Mn1/ 3O2 材料具有均具有α2NaFeO2 型层状结构。以不同沉淀剂合成的产物的形貌有较大差异,而且影响了产物LiNi1/ 3 Co1/ 3Mn1/ 3O2 正极材料的电化学性能。其中采用NH4HCO3 + Na2CO3 为沉淀剂所合成的LiNi1/ 3Co1/ 3Mn1/ 3O2 材料的电化学性能最好,首次放电比容量为190.29 mAh/ g ,20 次循环后放电容量还保持161.29 mAh/ g ,容量保持率为84.8 %。
3、湘潭大学化学院以NiSO4、CoSO4、MnSO4、NH3·H2O、LiOH 为原料,采用共沉淀和高温烧结法制备了锂离子电池正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,并研究前体驱的制备中氨水用量对共沉淀的影响。结果表明,n(NH3·H2O):n(Ni2+-Co2+-Mn2+)=2.7:1 制备的前驱体,在900 ℃下煅烧10 h,制备的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的结构与电化学性能较好,其首次放电容量达到187.5mAh·g-1,0.2C倍率50 次循环后容量仍为170.6 mAh·g-1,容量保持率为94.0 %。由不同前驱体制备的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 正极材料中, 当按n(NH3·H2O):n(Ni2+-Co2+-Mn2+)的值为好。
4、Yoshio采用碳酸盐共沉淀法合成的球形LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,产品半径在5μm左右,在电压范围内2.8~4.5V放电容量达到186.7mAhg-1,不可逆容量损失仅为10.72%,且倍率性能好,以2.5C放电,容量为145 mAhg-1。
5、Sun和罗旭芳等采用氢氧化物共沉淀法,通过调整前驱体制备时的PH值、搅拌速度、络合剂的量,制备得到粒径为10μm、分布均一的类球形前驱体,与LiOH烧结后得到振实密度高达2.39g.cm-1的正极材料,比容量达到177 mAhg-1(2.8~4.5V),同时也具有较好的高温放电性能,在55℃放电比容量高达168 mAhg-1。
6、Ohzuku采用共沉淀法合成的Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2前驱体与LiOH.H2O反应合成的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2具有较好的高温放电性能以及大电流放电性能,在33℃、55℃、75℃测得材料的放电比容量分别为205 mAhg-
1、210 mAhg-
1、225 mAhg-1;在55℃以20C放电容量达160 mAhg-1。在2.5~4.6V电压范围内,以18.3mA/g放电,其比容量高达200 mAhg-1,放电平台在3.75V左右,首次循环不可逆容量仅为20 mAhg-1。
7、Zhang等用有机溶剂共沉淀法制得粒径为10~40nm的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,在50C、100C放电倍率下,经过10个循环其比容量为100 mAhg-1,即比功率为15000KW.g-1,满足绿色动力车的能源需求。
8、中科院青海盐湖研究所将一定量的Co(NO3)2²6H2O、Ni(CH3COO)2²4H20和Mn(CH3COO)2²4H20,按化学计量比溶于二次蒸馏水中,同时,向混合溶液中通人氩气;待盐完全溶解后,向混合溶液中滴加适量的草酸溶液,并用适量的NH3²H20调节溶液的pH值为8-9;过滤出的沉淀用蒸馏水洗涤多次至中性后50℃真空干燥,得到淡粉色的粉末。取一定量淡粉色物质与化学计量比的Li2CO3混合,在强力搅拌下分散于C2H5OH/H2O的混合溶剂中;待多元混合物于50℃真空干燥后,在空气中500℃预烧6 h;待预烧产物冷却至室温后压成片状,压片于700~1 000℃空气中焙烧12~24 h后冷却至室温后,充分研磨即得到三元正极材料LiMnl/3 Col/3 Nil/3 02。
结论:在制备三元正极材料LiCol/3 Nil/3 Mn1/3 02的过程中,利用氩气作
2.7:1
制备的前驱体Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2,合成的正极材料LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的结构与性能较为保护气氛,采用共沉淀法制备得到的前驱体[Mnl/3 Nil/3 C01/3]C204²xH20中Co、Mn和Ni均为+2价,保证了前驱体中各离子的分散均匀性,并得到了分散均匀的三元沉淀;[Mnl/3Nil/3Co1/3]C204²xH20的TG/DSC分析表明,[Mnl/3 Nil/3 C01/3]C204²xH20中的x=2。[Mnl/3Nil/3C01/3]C204²xH20与碳酸锂的混合物在乙醇一水溶液中能得到分散均匀的前驱体;前驱体的TG/DSC以及XRD研究表明,LiCo1/3 Ni1/3 Mn1/302的合成温度大于600℃;且混合物在500℃预烧后于900℃煅烧12—24 h即可合成具有良好结晶三元正极材料。电池循环测试表明,900℃温度下合成的正极材料具有较高的首次充放电容量,首次放电效率达到94.3%;循环伏安扫描分析表明以此法(氩气保护草酸共沉淀,乙醇溶液分散,900℃空气中煅烧)合成的三元正极LiCol/3Ni1/3Mn1/302在4.5 V附近没有不可逆容量所造成的阳极峰,表明900℃温度下合成的正极材料在经过多次循环后仍具有较高的容量。
9、Hu将相等摩尔比的Ni、Co和Mn硝酸盐在室温下进行搅拌,然后加入适量的LiOH²H20,加入NH4OH作为螯合剂。共沉淀物通过过滤、洗涤、干燥后,将共沉淀氢氧化物先在500℃煅烧5 h,然后将LiOH²H20与经过煅烧后的产物CoNiMn04按照化学计量比进行混合球磨。先在450℃固相煅烧6h,然后再在900℃固相煅烧12 h。制备的材料的晶格参数a=0.2882nm,c=1.438 2nm。在3.0-4.5 V电压下,分别在0.1,0.5和1.0 C下充放电,其首次放电容量分别为189.54,168.37和167.59 mAh²g-1,50次循环后的容量保持率分别为92.59%,78.70%和62.51%。
采用氢氧化物共沉淀法制各正极材料前驱体,Mn不仅以Mn(OH)2的形式沉淀,部分还会被氧化为Mn3+和Mn4+,以MnOOH或Mn02的形式沉淀出来,因此,在前驱体制备过程中,可以使用惰性气体进行保护,防止Mn2+的氧化。
10、Cho以Na2C03为沉淀剂,制备了LiNil/3Col/3Mn1/302,在2.8—4.5 V电压下,在20mA²g-1电流密度下,材料的放电比容量为186.7mAh²g-1,循环30次后,材料的容量保持率为89.28%。在2.5 C(450 mA²g-1)条件下,首次放电比容量为144.79 mAh²g-1。通过对比研究,结果表明LiNil/3Col/3Mn1/302正极材料的晶体结构和电化学性能随着合成条件的变化而改变。
采用碳酸盐共沉淀法虽然能够解决Mn(OH)2在空气中易被氧化的问题,但在实际操作中碳酸盐与Ni、Co和Mn离子的沉淀不完全,限制了其在商业化生产中的应用,需要做进一步的研究以后,才能进入工业化的应用。
11、江南大学化工学院将摩尔比为1:1:l的Ni(NO3)2²6H20,Co(N03)2²6H20,Mn(CH3C00)2²4H20溶于去离子水中,配成2mol/L的溶液。将其缓慢滴加到连续搅拌的反应釜中。同时,将Na0H-Na2C03(摩尔比为1:1,NaOH浓度为1mol/L)溶液滴入反应釜中,小心调节搅拌器的转速以及两种溶液的滴加速度,以维持溶液的pH为11左右。当两种溶液滴加完成后,继续快速搅拌10h,并严格控制溶液的pH值。将沉淀过滤、洗涤、干燥,于5∞℃下分解5h。取出后加入过量5%的Li0H²H20,充分研磨均匀,放人马弗炉中分别以850℃、900℃、950℃的温度烧结10h,自然冷却至室温,研磨,再在前一温度的基础上烧结10h,制得最终产物。
结论:以Ni(N03)2²6H20,Co(N03)2²6H20,Mn(CH3COo)2²4H20,LiOH²H20为原料,采用Na0H—Na2C03共沉淀的方法,以850℃、900℃、950℃的温度,在空气中合成了具有完整的α-NaFe02结构的三元层状材料LiNi1/3C0l/3Mnl/302。测试结果表明,在相同的烧结制度下,900℃合成的材料初次放电容量达到169.4nAh/g,初次库仑效率达到83.2%,20次循环仍能保持其初始容量的96.3%,显示出良好的循环性能。有望作为优良的锂离子电池正极材料。
12、Shao-Kang Hu等将相等摩尔比的Ni、Co、Mn金属硝酸盐在室温下进行搅拌,然后加入适量的LiOH²H2O,NH4OH作为螯合剂加入。共沉淀物通过过滤、洗涤、干燥后,将共沉淀氢氧化物先在500℃进行5 h的煅烧,然后将LiOH²H2O与经过煅烧后的产物CoNiMnO4,按照化学计量比进行混合,球磨。LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料的制备是通过在马弗炉中,450℃,固相煅烧6 h,900℃,固相煅烧12 h完成的。晶胞参数a=2.882Å,c=14.38Å。在3.0~4.5 V充放电电压范围,以0.1 C,0.5 C,1 C倍率充放电,首次放电容量分别为189.54 mAh²g-1,168.37 mAh²g-1,167.59mAh·g-1,50次循环以后的容量保持率分别为92.59%,78.70%,62.51%。
13、对于合成高密度前驱体Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2的方法,根据相关文献的报道,作为络合剂的氨水是获得高密度前驱体的一个关键因素,选择过渡金属的醋酸盐,醋酸镍(Ni(CH3COO)2²4H2O),醋酸钴(Co(CH3COO)2²4H2O)和醋酸锰(Mn(CH3COO)2²4H2O)作为过渡金属离子原料,氢氧化锂(LiOH²H2O)为沉淀剂,氨水作为络合剂。实验路线为先将三种金属离子的醋酸盐按照相同的摩尔浓度混合均匀,然后加入沉淀剂进行共沉淀反应,再加入氨水作为络合剂,反应的终点通过加入氨水控制pH值来决定。实验在普通的空气气氛下进行,恒温水浴箱温度控制在55℃附近。我们对能够影响到最终共沉淀产物形貌和性能的参数,如:pH值,过渡金属浓度,沉淀剂浓度,络合剂浓度等因素进行了详细的研究。
pH值为10.5时,制备的前躯体颗粒大小适中,分布均匀,所得类球形颗粒形貌最规则,尺寸均一,直径在20μm左右;当pH值为9.5时,颗粒大小不一,其中有大颗粒,也有小颗粒,粒度分布不均匀,这些小颗粒可能是反应后期生成的富镍颗粒;随着pH值的逐渐增大,溶液的过饱和度增大,以成核为主导,晶粒长大变得困难,当pH值为11.5时,颗粒变小,球形度降低,颗粒间的分散性较差,此时晶粒尺寸较小,表面层离子的极化变形和重排使表面晶格畸变,有序性降低,在pH值较高时(pH值=11.5),液相共沉淀溶液为深褐色,溶液中晶粒的成核速度明显大于晶粒的成长速度,在碱性条件下,Mn(OH)2很容易和空气或者是反应溶液中的氧气发生反应生成MnO(OH),在整个共沉淀过程中,不断有这样的富锰小颗粒生成,这些小颗粒的径粒尺度在1.5~4.5μm,没有达到共沉淀的目的。当pH值继续增大时,会使晶核结构趋于无定形化,逐渐有絮状沉淀生成。
对于金属离子浓度的选择,当金属离子浓度为2.0mol²L得到的前躯体整体形貌规整,颗粒尺度接近,颗粒粒径在25μm附近所以认为金属离子浓度为2.0 mol²L-1是一个合适的选择。
当沉淀剂浓度较小,为2.0 mol²L-1时,存在部分大颗粒(颗粒粒径在40μm左右)和小颗粒(颗粒粒径在10μm左右),粒度分布不够均匀,并且振实密度偏低,经测试为1.21 g²cm-3,随着沉淀剂浓度的增加,这种情况逐渐改善,沉淀剂浓度在3.0 mol²L-1附近时,颗粒尺度相对接近,但是仍有细小颗粒的存在,当沉淀剂浓度增加到4.0 mol²L-1,得到的前躯体颗粒形貌规整,颗粒尺度接近,颗粒粒径在15μm附近,振实密度为1.56 g²cm-3。最后,当沉淀剂浓度在5.0 mol²L-1,颗粒明显变小,球形度降低,颗粒间的分散性较差。所以通过上述分析,认为沉淀剂浓度在4.0 mol²L-1附近的时候,制备的前躯体从颗粒尺度,整体形貌均符合要求。
由于Ni,Co,Mn三种金属阳离子与氨水的络合能力不同,强弱顺序为Ni2+>Co2+>Mn2+,所以当络合剂浓度过高时(4.5~6.0 mol²L-1),容易出现很多细小的颗粒,径粒在2~4.5μm,这些就是富镍小晶粒。造成不均匀沉淀。当络合剂浓度为3 mol²L-1时,三种阳离子的沉淀速度比较一致,在氨水的络合作用下,晶粒的生长速度大于成核速度,使晶粒有序生长,沉淀均匀,颗粒大小尺度接近。而过低的络合剂浓度同样不利于共沉淀产物的生成,当络合剂浓度较小的时候,络合反应时间增加,并且需要较大的反应容积,所以通过以上分析,选择相对较小的络合剂浓度(3 mol²L-1)来制备共沉淀前驱物。
当陈化时间较少时(4~6 h),生成物的颗粒尺寸大小不一,伴随有少量的细碎颗粒和结块现象,出现这种情况是由于,在较少的陈化时间条件下,虽然已经完成了晶粒成核的过程,但是对于陈化时间较短,对于晶粒的生长没有达到预想的效果。随着陈化时间的加长,当陈化时间达到8 h的时候,颗粒分散均匀,颗粒大小尺度接近,并且振实密度较高,为1.54 g²cm-3。当陈化时间进一步增加时,反应生成的共沉淀产物在溶液中的停留时间过长,颗粒间团聚现象严重,连结成无规则形态。所以本实验通过陈化试验结果分析,将最终的液相共沉淀产物陈化时间确定为8 h。
加料速度决定了两液相瞬间接触位置的离子浓度,使得局部饱和度不同,从而对晶体成核和生长速率产生影响,得到不同颗粒尺度和形貌的前躯体。当加料速度较快时,溶液过饱和度高,成核占主导地位,使得晶粒成长困难,此时若继续保持较快的加入速率,将导致生成大量的小晶体,严重的还可能生成无定形沉淀,这将严重影响到最终合成的锂离子电池正极材料的性能;当加料速度较慢时,晶粒的生长占主导地位,使得反应生成物在溶液中的停留时间增长,晶粒间团聚现象加重,容易导致形成无规则状态。本实验的加料速度控制在0.8~1 L/h。
在搅拌器的不断搅动下,反应物之间相互碰撞,接触并发生反应,使得生成的晶核逐渐长大,搅拌的速率直接决定着络和以及沉淀反应进行的效果,最终影响到制备出的前躯体的形貌和性能。在液相共沉淀反应体系中,搅拌的主要目的是使饱和溶液和加入料溶液均匀地混合,进而完成结晶反应。本实验在液相共沉淀反应过程中,搅拌速率控制在300 r/m左右。
采用三段式固相反应的方法,三个温度点分别为480℃,620℃和840℃(及以上),使LiOH²H2O可以更好的熔融和分解,并且使Li2O充分渗透到前驱体中去,反应物之间充分接触,制备出的正极材料结晶度较高,晶体结构更加规整。
最终固相煅烧温度为840℃时,晶体结构完整,颗粒形貌规整,电化学性能优良,首次充放电容量分别为165.80 mAh²g-1和154.50 mAh²g-1,经过20次充放电循环后的容量保持率为91.91%。
在随着固相反应时间逐渐增长的过程中(8 h~14h),I003/I104的比值先增大,然后有所减小(固相温度为14 h),(102)/(006)和(108)/(110)两对峰分裂逐渐明显,衍射峰也逐渐变得尖锐,当固相反应时间为8 h时,所制备的LiNil/3Co1/3Mnl/3O2正极材料由于高温固相反应时间较短,材料未能形成良好的层状结构,材料中阳离子的无序度较高,出现阳离子混排的情况比较明显,同时晶体结晶度也较差。随着固相反应时间的增加,层状特性逐渐明显,晶体中阳离子扩散的更为均匀。当煅烧时间达到12 h时,I003/I104值显著增大,(102)/(006)和(108)/(110)两对峰分裂明显,衍射峰尖锐,表明此时所得正极材料晶体中阳离子分散更为均匀,晶体层内紧密收缩,层状特性趋于完美。
随着固相反应时间的增加,颗粒的团聚显现明显减弱,在煅烧时间为12 h时,颗粒尺寸一致,形貌规整,清晰。在固相反应时间相对较少的8 h和10 h中,颗粒尺寸变化明显,并且伴随着团聚现象,在固相反应时间为14 h时,颗粒尺寸有所增大。固相合成时间较短时,合成的样品颗粒球形度较差,不利于形成类球型形貌。
研究了在固定煅烧温度(840℃),不同煅烧时间制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料。在840℃,分别恒温保持8 h,10 h,12 h和14 h,制备4种不同样品。分别对4种样品进行形貌,晶体结构以及充放电性能测试,试验结果表明合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2材料时,高温煅烧时间为12 h是最合适的,此条件下制得的样品形貌规则,首次放电容量为154.50 mAh²g-1,容量保持率高,经过20次充放电循环后保持率为91.91%。
为了弥补Li元素在锻烧时的损失和优化材料的电化学性能,研究了不同Li/(Ni+Co+Mn)摩尔配比对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2性能的影响,实验结果表明,随着Li/(Ni+Co+Mn)摩尔配比的增加,晶体结构逐渐完整,首次放电容量增大,当Li/(Ni+Co+Mn)摩尔配比为1.12/1时,合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料具有颗粒形貌规则,尺寸大小一致,I003/I104的值为1.988,说明阳离子混排程度低,电化学性能表现优异,经过20次充放电循环后放电容量为142.00 mAh²g-1。
在2.8~4.6 V电压范围内,扫描速度为0.1 mV²S-1的循环伏安曲线。LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2电极材料都出现了两对明显的反应峰,分别对应电极材料在充电和放电过程中的氧化还原过程,氧化峰和还原峰基本对称,并且没有其它的峰出现,说明该材料的可逆性较好。Mn在这里为非电化学活性物质,不参与电化学反应,在锂脱嵌的过程起着支撑和稳定电极材料结构的作用。在CV曲线中,3.9/3.7 V左右出现一对氧化还原峰对应着充放电过程中的Ni2+/Ni4+的氧化还原反应。
锂离子电池电极材料的交流阻抗Nyquist图谱主要由三部分组成:一是在高频区的第一个半圆弧,是由于电解液和电极表面的极化反应形成的SEI膜阻抗,二是位于中频区的第二个半圆弧,此半圆弧为电化学阻抗,三是位于低频区的一条斜率近似为45°的斜线,斜线反应的是Li+离子扩散引起的Warburg阻抗。伴随着锂离子电池充放电循环次数的增加,SEI膜阻抗变化不大,但是电化学阻抗明显增大,这是锂离子电池电极在循环过程中容量衰减的主要原因。
14、前驱体的制备:将NiSO4、CoSO4、MnSO4以摩尔比Ni:Co:Mn=1:l:l配成一定浓度的混合溶液,与相同摩尔浓度的Na2CO3和氨水的混合溶液按照一定的流量加入到温度恒定、搅拌剧烈的共沉淀反应釜中,反应一定时间得到 Nil/3Col/3Mnl/3CO3沉淀。本研究所采用的是连续进料连续出料的方式,通过控制产物的反应时间来控制产物的粒度。用抽滤机对产品进行液固分离,得到的产物再用去离子水洗涤三次以洗净产物中的SO42-,并用BaCl2检验。洗净后的Ni1/3Col/3Mnl/3CO3在80℃下干燥。通过控制反应条件可得到流动性好、粒径分布集中、振实密度高的前驱体供后续的合成工艺使用。
球形正极材料LiNil/3Co1/3Mn1/3O2的制备:合成工艺一:将球形Nil/3Col/3Mn1/3CO3氧化分解,所得氧化物按Li与氧化物中总金属为一定的摩尔比配入锂源,在一定温度下锻烧,随炉冷却得到球形LiNi1/3Co1/3Mn1/302。在该工艺过程中分别研究不同的氧化温度对氧化物形貌的影响,合成温度对 LiNi1/3Col/3Mn1/3O2的结构、物理性能、电化学性能的影响,以确定最佳的氧化温度和合成的温度;合成工艺二:直接将球形Ni1/2Col/3Mn1/3C03按与合成工艺(一)相同的配比配入碳酸锂,先在低温下恒温一段时间,然后在工艺一得出的最佳的合成温度下高温处理,随炉冷却得到球形LiNi1/3Co1/3Mn1/302。
比较通过两种不同的合成工艺得到的球形LiNil/3Co1/3Mn1/302的物理和电化学性能,得出最佳的合成工艺。
将NiS04²7H2O、CoSO4²7H2O、MnSO4²2H20按摩尔比为l:l:l配成总浓度为 1.0mol.L-1,的溶液,与 1.0mol.L-1的Na2CO3按反应计量比并流加入到搅拌的反应釜中,同时加入一定量的氨水,维持反应体系中NH3为2.4g²L-1,反应釜中以2.4g²L-1的稀氨水作底液。反应釜搅拌电机的转速为500r²min-1,在55℃下反应一定时间得到球形Nil/3Col/3Mnl/3CO3。
Nil/3Co1/3Mn1/3CO3的预处理:根据预处理温度对氧化物的金属总量及对氧化物的密度的影响,恒温时间为5小时,预处理温度应在500℃以上才能保证前驱体的分解完全,不影响配料的均匀性,但预处理温度过高影响到球形LiNi1/3C1/3Mn1/3O2的化学反应活性,同时合成温度太高会导致不同球形颗粒之间的粘结,从而破坏材料的球形度,所以氧化过程在低温下进行较为合适。处理得到的球形颗粒呈多孔状,在合成球形LiNi1/3Co1/3Mn1/302时利于熔融碳酸铿在颗粒内的部的迁移,使反应更加充分。此外在合成LiNi1/3Co1/3Mn1/302时,必须经过高温处理,而在后续合成工艺中同样可以增加材料的振实密度,所以氧化过程中最合适的处理温度为500℃。
评定三元材料好坏的方法因素(各种检测方法总结)
1、性能测试
循环性能测试:
测试循环一定次数后容量保持率的大小;容量大小;容
量衰减程度;
倍率性能测试:
以一定倍率放电,看平均电压及容量保持率。平均电压
越高越好。
高低温性能测试:在低温、常温、高温下电压降的多少,容量保持率多少。
电压降越小越好,荷电保持能力测试:满电态,常温搁置(天),之后进行放电容量测试,放
到一定电压后看容量保持率。
快速充放电能力测试:以不同倍率充电,看不同倍率充电容量与最小倍率
充电容量的比值;看恒流容量与充电容量的比值,都是越大越好。
安全性能测试:过冲:满电态电池以一定电流过冲到一定电压,继续恒压
充电电池不燃不爆。看电池初始温度和最高温度,计算温升多少。
短路测试:电池负极端放气阀打开,看有烟冒出还是起火,正极端放气阀的变化,最高温度是多少,有无造成起火爆炸。
针刺:
首次充放电曲线:首次充电比容量;首次放电比容量;首次充放电效率;
循环-伏安测试:一般采用三电极体系,金属锂片作为参比电极,通过循
环伏安曲线,可以得到在设定的电压范围内,电极极化电流随电极电位的变化而发生的化学反应;通过不同的氧化还原峰的位置和强度,可以分析该电极所进行的反应类型和电化学机理;根据在固定电位的重复扫描可以判断测试材料的可逆性;4.5 V附近没有出现由于不可逆容量造成的阳极峰。除了充放电过程中对称的氧化还原峰有无其他峰出现。氧化还原峰对称说明充放电过程中结构稳定。
交流阻抗EIS测试:交流阻抗(EIS)测试是通过对特定状态下,对被测体
系施加一个小振幅的正弦波电位(或者电流)扰动信号,通过研究相应的响应信号与扰动信号之间的关系以及充放电循环过程中的阻抗特性变化,进行的一种电极过程动力学测试方法。锂离子电池电极材料的交流阻抗Nyquist图谱主要由三部分组成:一是在高频区的第一个半圆弧,是由于电解液和电极表面的极化反应形成的SEI膜阻抗,二是位于中频区的第二个半圆弧,此半圆弧为电化学阻抗,三是位于低频区的一条斜率近似为45°的斜线,斜线反应的是Li+离子扩散引起的Warburg阻抗。
2、XRD分析:
由峰的强度与峰的位置确定为六方晶系,R3m空间群,层
状α—NaFeO2结构;衍射峰尖锐说明结晶程度高;看有
无杂质峰;(006)/(102)及(108)/(110)峰明显分开说明层状结构明显;I(003)/I(104)比值越大,大于1.2,阳离子有序程度越高;R值(I(006)+I(102)/I(101))越小,晶体结构越有序;
3、SEM分析:
产物形貌是否粘结,是否为球形,是否团聚,颗粒大小是
否均匀,是否均匀分散,颗粒大小适中,表面是否粗糙,排列是否紧密,4、成分分析:
采用ICP-AES元素分析方法测定合成样品中各金属元素的含量是否与理论值一致。
5、热重差热分析:即TG-DTA分析。在升温过程中测试样品晶型结构的转变、材料自身熔融、吸附等物理变化;脱去结晶水、材料受热分解、在空气气氛中氧化还原等化学变化;以此确定合理的高温固相反应的温度和升温控制程序;差示扫描量热分析(DSC)是在程序控制温度下,测量物质和参比物之间一种技术。DSC的主要特点是试样和参比物分别具有独立的加热器和传感器,整个仪器由两个控制系统进行监控,其中一个控制温度,使试样在同样的温度下升温或降温,另一个用于补偿试样和参比物的温度始终保持相同,这样就可以从补偿的功率直接求出单位时间内的烩变,即热流率dH/ dt,单位为mJ.s-l,DSC记录的是热流率随温度或时间的曲线,称为DSC曲线。
6、粒径分析:将样品在0.2bar的压力中分散后,采用德国新帕泰克公司的激光粒度测定仪对材料的粒度进行表征。其原理是依据不同大小的颗粒对入射激光产生不同的强度的散射光,再将不同强度的散射光经一定的光学模型的数学程序进行处理,以测定材料的颗粒大小与分布。测试结果一般用中径粒径D50表示平均粒径。H表示峰高,反应颗粒分布集中情况,常用H和(D90一D10)表示产物的集中度。
7、振实密度的测定:用振实密度测试仪测试材料的振实密度。将物料过150目筛后取100g粉末置于200ml量筒中,量筒放到振实密度测试仪上进行测试。振幅为2cm,频率为150次.min-1,震动3000次后,测量物料体积,重量与体积之比即为振实密度。
影响三元材料品质的原因
1、电池拥有良好循环性能主要源于LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中Mn的价态为+4价,Ni为+2价,Co为+3价,在充放电过程中,Mn-O键长变化很小,保持不变的MO6八面体可以在电化学过程中起到支撑结构的作用,从而保证了在循环过程中不致由于结构大幅劣化导致电池性能的不断衰降。
2、采用薄电极,缩短Li+ 由电极内部扩散至电极表面以及电子由电极内部扩散至集流体的距离,大幅减小了Li+ 在电极中的传导电阻,使得电池内阻大幅降低,降低了电池倍率放电时的电压降,同时保证了倍率放电时可以放出更多的容量,使得LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2 三元材料优异的倍率放电性能得以进一步体现。
3、在低温(-30 ℃)放电时,电压均下降较多,这主要是由于在低温情况下Li+ 运动及传导能力严重减弱,造成电池内阻大幅上升,从而导致电池放电压降较大,而高温状态下,Li+ 热运动能力及离子扩散都得以增强,使得可以参与反应的Li+ 数量有所增加,同时也在一定程度上降低了电池内阻,使电池放电压降减小,从而使电池表现出高于常温状态的放电能力。
4、电池荷电保持能力通常由多方面因素影响,其中电极表面的缺陷、电极边缘毛刺、隔膜厚度、电解液组成以及电池制备环境及过程控制等因素均可能造成电池荷电保持能力的下降;而对于电极材料自身而言,通常锂离子电池正极材料多选用过渡金属氧化物,在满电态状态下,金属元素位于较高价态,具有较强的氧化能力,极有可能与电解液、电极表面膜发生反应,这也是电池自放电较大的重要原因之一。
5、快速充放电时,随着充电倍率增加,电极极化增大,因此恒流段容量逐渐减小,而充电容量自2 C 起至5 C,呈现出缓慢增加的趋势,则主要是由于电池大倍率充电,使得电池温度增加,从而促进了充电时电极反应的进行。
6、大粒径的材料在高温和高氧化态下具有更好的稳定性能。
7、由于电池的比能量高,且电解液大多为有机易燃物等,当电池热量产生速度大于散热速度时,就有可能出现安全性问题。
8、锂离子电池在滥用的条件下有可能产生使铝集流体熔化的高温(>700℃),从而导致电池出现冒烟、着火、爆炸、乃至人员受伤等情况。
9、锂离子电池由于采用有机电解质体系,有机溶剂是碳氢化合物,在4.6V左右易发生氧化,并且溶剂易燃,若出现泄漏等情况,会引起电池着火,甚至燃烧、爆炸;
10、锂离子电池过充电反应会使正极材料结构发生变化而使材料具有很强的氧化作用,使电解液中溶剂发生强烈氧化,并且这种作用是不可逆的,反应引发的热量如果积累会存在引发热失控的危险。
11、美国Argonne国家实验室的Jun Liu研究了富锂的三元系材料作为功率型动力电池的性能,认为这种电池容量的衰减是由于碳负极表面SEI膜的不稳定引起,因此他们分别使用碳酸乙烯(VEC,vinylethylene carbonate),双草酸硼酸锂(LiBOB)和二氟草酸硼酸锂(LiODFB,Lithium oxalyl difluoro borate)作为添加剂,改善了电池SEI膜的稳定性,有效延长了电池寿命。
12、Mn(OH)2 在碱性条件下很容易被氧化为+ 3 价,甚至被氧化为Mn3O4。
13、由于M(OH)2 ,MCO3(M = Ni、Co、Mn)的溶度积常数(Ksp)较小,且沉淀反应速度快,按通常方法只能得到很细的颗粒,其沉淀易呈现胶体状,不利于杂质离子的洗去,从而对以后烧成材料的性能有所影响。为了降低晶核的形成速率,在沉淀时常常要加入一定浓度的氨水, 使金属离子与NH3 形成配合物[ Ni1/ 3 Co1/ 3 Mn1/ 3(NH3)n ](OH)2 或[Ni1/ 3Co1/ 3Mn1/ 3(NH3)n ]CO3 ,有利于减小瞬时沉淀物浓度Q ,促进晶粒的增长。但NH+4 浓度过大时,比如用NH4HCO3 又存在沉淀反应和配位反应的竞争。以致于配位能力较强的Ni2 +、Co2 + 沉淀不完全,难以得到所设计的计量比的前驱体,从而影响其电化学性能。所以同时也要调节一定的pH 值来控制沉淀溶解度。
14、合成温度为900℃的材料具有最好的循环性能,温度越高,越有利于层状结构的形成,并且会减少Ni2+与Li+的混排,减少Ni2+在3a位的存在,这样就使得在脱锂过程中由于Ni被氧化为Ni3+或Ni4+而导致的结构塌陷减弱,材料的容量损失下降,循环性能得以提高。温度过高也会导致锂的挥发和氧的缺失,形成新的物相,造成层状结构的不完善。
15、PH值:由于在空气气氛下,锰离子对pH值的变化比较敏感,容易发生氧化反应,生成三价或四价的化合物,导致制备出的产物纯度降低。
pH值为10.5时,制备的前躯体颗粒大小适中,分布均匀,所得类球形颗粒形貌最规则,尺寸均一,直径在20μm左右;
随着pH值的逐渐增大,溶液的过饱和度增大,以成核为主导,晶粒长大变得困难,当pH值为11.5时,颗粒变小,球形度降低,颗粒间的分散性较差,此时晶粒尺寸较小,表面层离子的极化变形和重排使表面晶格畸变,有序性降低,在碱性条件下,Mn(OH)2很容易和空气或者是反应溶液中的氧气发生反应生成MnO(OH),在整个共沉淀过程中,不断有这样的富锰小颗粒生成,这些小颗粒的径粒尺度在1.5~4.5μm,没有达到共沉淀的目的。当pH值继续增大时,会使晶核结构趋于无定形化,逐渐有絮状沉淀生成。
当pH值为9.5时,颗粒大小不一,其中有大颗粒,也有小颗粒,粒度分布不均匀,这些小颗粒可能是反应后期生成的富镍颗粒;
16、金属离子浓度:对于金属离子浓度的选择,当金属离子浓度为2.0mol²L-1得到的前躯体整体形貌规整,颗粒尺度接近,颗粒粒径在25μm附近所以认为金属离子浓度为2.0 mol²L-1是一个合适的选择。
17、沉淀剂浓度:在4.0 mol²L-1附近的时候,制备的前躯体从颗粒尺度,整体形貌均符合要求。
18、络合剂浓度:由于Ni,Co,Mn三种金属阳离子与氨水的络合能力不同,强弱顺序为Ni2+>Co2+>Mn2+,所以当络合剂浓度过高时(4.5~6.0 mol²L-1),容易出现很多细小的颗粒,径粒在2~4.5μm,这些就是富镍小晶粒。造成不均匀沉淀。当络合剂浓度为3 mol²L-1时,三种阳离子的沉淀速度比较一致,在氨水的络合作用下,晶粒的生长速度大于成核速度,使晶粒有序生长,沉淀均匀,颗粒大小尺度接近。而过低的络合剂浓度同样不利于共沉淀产物的生成,当络合剂浓度较小的时候,络合反应时间增加,并且需要较大的反应容积,所以通过以上分析,选择相对较小的络合剂浓度(3 mol²L-1)来制备共沉淀前驱物。
19、陈化时间:当陈化时间较少时(4~6 h),生成物的颗粒尺寸大小不一,伴随有少量的细碎颗粒和结块现象,出现这种情况是由于,在较少的陈化时间条件下,虽然已经完成了晶粒成核的过程,但是对于陈化时间较短,对于晶粒的生长没有达到预想的效果。随着陈化时间的加长,当陈化时间达到8 h的时候,颗粒分散均匀,颗粒大小尺度接近,并且振实密度较高,为1.54 g²cm-3。当陈化时间进一步增加时,反应生成的共沉淀产物在溶液中的停留时间过长,颗粒间团聚现象严重,连结成无规则形态。所以本实验通过陈化试验结果分析,将最终的液相共沉淀产物陈化时间确定为8 h。
20、加料速度:加料速度决定了两液相瞬间接触位置的离子浓度,使得局部饱和度不同,从而对晶体成核和生长速率产生影响,得到不同颗粒尺度和形貌的前躯体。当加料速度较快时,溶液过饱和度高,成核占主导地位,使得晶粒成长困难,此时若继续保持较快的加入速率,将导致生成大量的小晶体,严重的还可能生成无定形沉淀,这将严重影响到最终合成的锂离子电池正极材料的性能;当加料速度较慢时,晶粒的生长占主导地位,使得反应生成物在溶液中的停留时间增长,晶粒间团聚现象加重,容易导致形成无规则状态。本实验的加料速度控制在0.8~1 L/h。
21、搅拌速率:在搅拌器的不断搅动下,反应物之间相互碰撞,接触并发生反应,使得生成的晶核逐渐长大,搅拌的速率直接决定着络和以及沉淀反应进行的效果,最终影响到制备出的前躯体的形貌和性能。在液相共沉淀反应体系中,搅拌的主要目的是使饱和溶液和加入料溶液均匀地混合,进而完成结晶反应。本实验在液相共沉淀反应过程中,搅拌速率控制在300 r/m左右。
22、高温煅烧步骤:由TG-DTA曲线确定,T1:混合物水分蒸发、结晶水消失、前驱体分解、锂盐熔融分解总过程的最高温度;T2:锂盐充分渗透到前驱体中,反应物之间充分接触,期间由于锂盐挥发重量会稍有下降,到重量不变的温度点;T3:产物晶格重组需要较大的活化能,以及提高结晶度,所以最终的煅烧温度应该高于T2。
23、固相反应温度T3:合成温度太低离子的扩散受阻,晶格的重组难以完成。但是当合成温度太高、合成时间太长又会导致晶体的分解和晶格结构的畸变,同时加剧锂的挥发,很容易生成缺锂化合物,并且容易发生金属离子混排现象。从XRD、SEM及电化学性能确定最终固相煅烧温度为840℃。
24、固相反应时间:当固相反应时间为8 h时,所制备的LiNil/3Co1/3Mnl/3O2正极材料由于高温固相反应时间较短,材料未能形成良好的层状结构,材料中阳离子的无序度较高,出现阳离子混排的情况比较明显,同时晶体结晶度也较差。随着固相反应时间的增加,层状特性逐渐明显,晶体中阳离子扩散的更为均匀。当煅烧时间达到12 h时,I003/I104值显著增大,(102)/(006)和(108)/(110)两对峰分裂明显,衍射峰尖锐,表明此时所得正极材料晶体中阳离子分散更为均匀,晶体层内紧密收缩,层状特性趋于完美。
25、固相反应前不同Li/(Ni+Co+Mn)摩尔配比变化对LiNil/3Co1/3Mnl/3O2 的影响:
在通过高温固相反应制备LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料时,由于最终的热处理温度较高,并且合成时间较长,此时金属锂的挥发严重,容易造成制备出的材料锂缺陷,使材料性能恶化,所以采用在高温固相反应时,适量的提高Li/(Ni+Co+Mn)摩尔配比来弥补锂的挥发。
材料的振实密度随着Li/(Ni+Co+Mn)摩尔配比的增加而增大。随着Li/(Ni+Co+Mn)摩尔配比的增加,晶体结构逐渐完整,首次放电容量增大,当Li/(Ni+Co+Mn)摩尔配比为1.12/1时,合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2正极材料具有颗粒形貌规则,尺寸大小一致,I003/I104的值为1.988,说明阳离子混排程度低,电化学性能表现优异,经过20次充放电循环后放电容量为142.00 mAh²g-1。
26、适度提高Ni,Mn含量,有助于晶体形成良好的层状有序结构。但Co含量的增加,使得层状材料的整体稳定性得到提高,但是放电容量相对较低。
27、沉淀剂的选择:Ni、Co、Mn三种元素的核外电子排布式及晶体结构,物理化学性质都很相似,其草酸盐、碳酸盐和氢氧化物的结构相同,溶度积接近。因此可用液相共沉淀法制备晶型发育完全,粒径分布均匀、振实密度高、流动性良好同时Ni、Co、Mn能在原子级水平混合的锂离子电池正极材料 LiNil/3Col/3Mn1/3O2的前驱体。从Ni、Co、Mn的草酸盐、碳酸盐和氢氧化物25℃的溶度积可知合成Nil/3Co1/3Mn1/3C204、Ni1/3Co1/3Mnl/3CO3和Ni1/3Col/3Mnl/3(OH)2都是可行的,但是在合成Ni1/3Col/3Mnl/3(OH)2时反应条件较苛刻,因为钻锰的氢氧化物在碱性条件下在空气中就氧化成氧化钻和二氧化锰,氧化钻和二氧化锰由于溶度积非常小,易于形成金红石型结构的颗粒,阻碍了Ni1/3Col/3Mnl/3(OH)2颗粒的生长。因此Nil/3Co1/3Mn1/3(OH)2在制备过程中必须防止其氧化,才能制备出粒度大小合适的高振实密度高球形度产物,在制备过程中添加强还原剂之外,还必须用惰性气体保护,所以制备球形Nil/3Co1/3Mn1/3(OH)2对反应设备要求较高。用草酸铵做为沉淀剂的探索性实验表明,反应10分钟就可以得到10微米以上的颗粒,沉淀时间较短,不易控制产物的形貌和粒径,同时草酸铵的溶解度小,在工业化生产中,不利于提高产能。此外草酸铵的成本相对较高,母液中的草酸根离子对环境污染严重。而制备Nil/3Col/3Mnl/3CO3前驱体,所用的沉淀剂为工业级的碳酸钠,来源较广且价格便宜,Ni1/3Co1 /3Mnl/3CO3在碱性条件下不氧化,容易生长成球形产物,产物的粒径容易控制,通过优化条件合成的球形Ni1/3Col/3Mnl/3CO3的振实密度能达到 2.0gcm-3,和镍钻锰的氢氧化物前驱体相近,所以从制备条件的可操作性、制备的设备、原料的成本以及产业化等方面考虑,用碳酸钠合成球形Nil/3Co1/3Mnl/3CO3相对最合适。
28、共沉淀法制备镍钻锰复合碳酸盐的热力学分析:化学共沉淀过程是一个成核与晶体生长竞争的过程,粒度大小就是受到两过程的相互消长的影响。Ni、Co、Mn的溶度积很小易于成核,沉淀过程易生成细小颗粒,造成固液分离和洗涤困难,很难得到物理性能和后续加工性能很好的产品,因此在沉淀过程中,加入氨水作辅助络合剂,控制体系中Ni2+、Co2+和Mn2+的浓度,以控制结晶过程中成核速度和晶体生长速度,前驱体制备的化学反应式 l/3Ni2++l/3Co2++l/3Mn2++Co32-=Ni1/3Co1/3Mn1/3Co3↓。
29、以Na2CO3作沉淀剂,得到成分均匀的碳酸盐共沉淀物的最佳pH值为8.0左右。在此pH值的条件下,各种离子在溶液中的损失量最小。
30、影响化学共沉淀过程的动力学因素:溶液中结晶生长过程的动力学方程式:
I一成核速率;R-经t时刻转化为固相的溶质;v一晶体生长速率;t一时间;p一结晶物质的密度;成核速率增大时,不利于晶体生长。共沉淀过程中晶体的成核速度经验公式:
I一成核速率;k一比例常数。Σs-1一液固表面张力;p一结晶物质的密度;M一结晶物质的摩尔质量;T一绝对温度;S/s。一过饱和度;表明增大过饱和度S/So利于提高成核速度I,由于成核速度的增加,晶体生长速度小于成核速度,产物的平均粒径就会变小。温度升高,原子迁移加剧利于成核,但对于那些溶解度随温度的升高而增大的物质,温度升高不利于成核,即利于晶体生长。液相沉淀反应为扩散控制,在共沉淀过程中要得到颗粒分布均匀,形貌好的晶体除控制好沉淀过程中成核和生长速度外还应加强体系的传质传热,另外还有反应时间。微小颗粒的溶解度比大颗粒大,即正常饱和溶液条件下不能结晶,只有在溶液过饱和时才能形成晶核。
31、加料方式:常用的加料方式有三种:(1)将液中Ni2+、Co2+和Mn2+的混合溶液加入到沉淀剂溶液中;(2)将沉淀剂加入到Ni2+、Co2+和Mn2+的混合溶液中;(3)沉淀剂溶液与Ni2+、Co2+和Mn2+混合溶液并流加入;前两种加料方式比并流加料容易操作。加料方式可以控制沉淀过饱和度,单向加料往往是一种物质大量过量,反应初期主要是成核,到中后期,随着浓度的降低,过饱和度下降,晶体趋向于生长,晶体的成核和生长是分开的两个阶段,所以产物的粒度和结晶形貌不易控制。并流加料却能够保证反应体系的稳定,成核和晶体生长为一个同时进行的过程,容易得到粒径和形貌稳定的产物。
32、时间:晶体的转化率与时间的3次方成正比,反应时间越长,晶体的转化率越高,粒径小的晶体的溶解度大于粒径大的晶体,因而时间越长晶体粒度越大。反应初期,成核较少且颗粒小,可供晶体生长的界面较小,晶体生长缓慢;当反应进行到一定程度时,一方面原有晶核已获不同程度长大,另一方面许多新的晶核生成,界面面积增大则晶体长得越快。反应结束后有一段时间的陈化不仅可以让溶液中残余离子得以充分反应,而且可让刚生成的小晶核溶解,在大颗粒表面重新结晶析出,可让产物粒径分布更集中。反应时间在10小时以内产物的粒径D50变化很大,而在10小时以上时粒径变化较小。原因是在材料的颗粒长大过程中材料的比表面积是不断减小,其表面吸附力随着颗粒的长大而减小,新生的晶核首先会吸附在具有更大的表面吸附力的小粒径颗粒的表面进行生长,所以颗粒的生长趋势随其粒径增加反而变小。
33、温度:成核速率与温度的exp(T-3)成正比,随着温度的升高,成核速率越小,因为较高的温度,不仅加强了溶液内部的传质传热,而且能够加快晶体表面的离子迁移,加快晶体的生长速度。同时 Ni13Co1/3Mn1/3CO3和的溶解度随温度的升高而增大,所以升高温度利于晶体生长.55±2℃
34、Ni2+、Co2+和M2+混合盐溶液的浓度:其它条件相同的情况下,随着反应物的浓度的增加,产物的平均粒径减小,原因是浓度增加,单位体积中沉淀离子的增多,造成晶体的过饱和度增加,增大过饱和度S/S0利于提高成核速度。因为晶体的生长和成核是一个相互竞争的过程,增加了过饱和度从而增加了成核速度及减缓了晶体的生长,因此可通过控制反应物的浓度对体系中的过饱和度进行调节以控制晶体的生长。2.0mol.L-1
35、PH值:pH值太高,相应的沉淀离子浓度增加,晶体趋向成核,产物的粒径较小,因此可通过控制反应体系的pH值得到粒径大小合适的产物。
36、搅拌强度:流体的传质对反应的速度影响非常大,强烈搅拌能减少加料过程中对体系产生的局部过饱和而引起的大量成核,同时搅拌加强了反应离子在体系中的传质,使其得以充分扩散,搅拌强度越大,单位时间内有更多的反应物达到晶体的表面结晶。同时许多小颗粒在剧烈搅拌下由于溶解度比大颗粒溶解度大而溶解而在大颗粒表面重新结晶析出,因而制备出来的产物粒径分布好,晶体发育完全。当体系中搅拌强度增加一定程度,作用于颗粒上的机械能大于产物的晶粒在大颗粒表面生长的能量时,晶粒则趋向于表面能更大的小颗粒的表面生长,即搅拌即阻碍了产物的大颗粒生长,所以转转为 900rmin-1,产物的中径粒径反而比 800rmin-1下得到的产物的粒径小.500r.min-1合适。
37、络合剂浓度:由于氨与镍钻锰金属离子形成稳定的络合离子,而该络合离子在沉淀剂CO32-在一定浓度下能释放出金属离子,生成沉淀,所以加入络合剂NH3.H2O可以控制产物的形貌和粒径.络合剂的最佳浓度为2.4g²L-1.38、优化前驱体的合成条件:合成前驱体的最佳合成条件:2.0mol.L-1的镍钻的金属盐溶液与 2.0mol.L-1的碳酸钠溶液并流加入到搅拌速度为500r²min-1的反应釜中,同时加入氨水,反应釜中以浓度为2.4g²L-1,氨水作为底液,整个反应过程中保持温度在55士2℃,氨水浓度为2.4g²L-1,反应时间为5小时。
39、预处理温度:根据预处理温度对氧化物的金属总量及对氧化物的密度的影响,恒温时间为5小时,预处理温度应在500℃以上才能保证前驱体的分解完全,不影响配料的均匀性,但预处理温度过高影响到球形LiNi1/3C1/3Mn1/3O2的化学反应活性,同时合成温度太高会导致不同球形颗粒之间的粘结,从而破坏材料的球形度,所以氧化过程在低温下进行较为合适。处理得到的球形颗粒呈多孔状,在合成LiNi1/3C1/3Mn1/3O2时利于熔融碳酸锂在颗粒内的部的迁移,使反应更加充分。此外在合成LiNi1/3C1/3Mn1/3O2时,必须经过高温处理,而在后续合成工艺中同样可以增加材料的振实密度,所以氧化过程中最合适的处理温度为500℃5h。40、锂源的选择:就锂源而言以LiN03为锂源合成的材料具有较好的可逆容量,因为硝酸锂具有较低的熔点,在较低的温度下(264℃)可熔化成液相,增大原料颗粒之间的接触,促进离子扩散加快反应速度。但是LiNO3分解产物中含有大量的有毒气体NOx,对环境污染严重,且LiNO3中结晶水含量不稳定,极易随环境而改变,因此在配料时对原料的配比难以掌握,所以硝酸锂不宜用作锂源。Li0H也具有较低的熔点(450℃),虽然也含有结晶水,但相对而言,LiOH.H2O的结晶水稳定,原料配比容易控制。但氢氧化锂为晶状颗粒,结晶度大且颗粒较粗,混料时不容易均匀混合,影响配料的均匀性,因此氢氧化锂在大规模工业生产中也不宜用作锂源。Li2CO3虽然熔点较高,但它不含结晶水,性能比较稳定,容易精确控制原料的配比得到符合化学组成的正极材料,一般在较高温度下才能得到晶形比较完整、结晶度较好的正极材料,此时温度早已超过了Li2CO3的熔点,此外Li2CO3可以根据要求预粉碎到一定的颗粒直径,易实现材料的均匀混合,同时Li2CO3分解仅产生二氧化碳气体,不会对环境构成污染且价格最低。因此在本实验中选用Li2CO3做为合成LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的锂源。
41、煅烧温度:温度对材料性能的影响很大,温度过高,容易生成缺氧型化合物,材料的晶粒变大,比表面积变小,不利于锂离子在材料中的脱出和嵌入;温度过低,反应不完全,容易生成无定型材料,材料的结晶性能不好,且易含有杂相,对材料的电化学性能影响也较大。
A、预处理后的前驱体与锂盐混合煅烧温度:结晶度高,粒径分布均匀,一次颗粒较大的纯相材料的电化学性能和加工性能都比较好,提高烧结温度可以提高一次颗粒的尺寸,但是会减小材料的比表面积,随着材料的比表面积减小,材料与电解液的接触面积也会相应地减小,也就直接影响材料的充放电性能,所以只有当烧结温度适中,才能使材料的加工性和电化学性能达到最佳状态。温度升高对产物的松比装密度影响不大,而对产物的振实密度影响较大。温度升高,一方面促使产物中的一次颗粒生长得粗大、致密,提高振实密度。另外原料中许多未成球的团聚小颗粒也由于固相反应而重新生长成结构致密的产物。温度条件实验可以确定最佳的合成温度为920℃12h。
B、碳酸盐直接与锂盐混合煅烧温度:用球形Nil/3Co1/3 /3Mn1/3CO3与碳酸锂混合,在500℃下恒温5小时,然后在900度下恒温12小时,得到的球形 LiNil/3Co1/3 /3Mn1/302,在2.7一4.3v电压范围内,0.2C倍率下表现出150mAh.g-1,循环性能较好。用前驱体直接合成的LiNil/3Co1/3 /3Mn1/302相对前驱体经过预处理合成的,材料的综合性能稍差。
三元材料的修饰改性:
原因:锂离子(r=0.76)与镍离子(r=0.69)半径相近,在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2中存在阳离子混排现象,锂层中镍离子浓度越大,锂在层状结构中的脱嵌越难,导致电化学性能变差。
掺杂元素:
Mg---当镁取代部分的Ni或Co时,会导致容量的减少,循环性能变差;取代部分Mn时,材料的比容量、循环性能、在高氧化态下的热稳定性都得到提高。
Al、Ti---参杂量小于1/20的Al,材料的结构没有改变,放电容量保持率得到提高,随参杂量的增加,参数a有轻微的变小,参杂量大于1/16时,容量保持率明显下降。Al取代部分Co会升高放电电压平台,提高材料在4.3V下的热稳定性;Ti同样可提高材料在4.3V下的热稳定性;
Mo6+---部分取代Mn,增加了材料中活性元素Ni的含量,可提高放电比容量和材料的循环性能;
Fe----部分取代Co后,Ni和Fe能被同时氧化,提高容量,可以减少阳离子混排现象;
Cr----在充电过程中与Ni同时被氧化,材料得到较高的首次放电比容量,还能提高材料颗粒的大小、库伦效率、循环性能、允许大电流放电;Cr量为0.015时的正极材料电化学性能最佳;
F---参杂会导致过渡金属的价态变化,引起一个复杂的晶格常数的变化,促进合成材料的颗粒在合成过程中增大,提高结晶度和振实密度,并且能改善正极材料的界面,避免与电解液接触发生分解反应,增强了对电解质中HF的抗腐蚀能力,提高正极材料的循环性能;另外F掺杂还可促进材料烧结,使该材料粒径通过粉碎分级控制成为可能,有利于该材料电极的制备。Al和F、Mg和F的参杂可提高材料的结构的稳定性、可逆比容量、循环性能,并提高材料的振实密度,从而提高电池的能量密度;
Si----材料在充放电过程中没有阻抗的增加,具有更好的大电流充放电能力;
Zn----一方面利用Zn在充放电过程中不变价的特点来稳定材料结构,另一方面,由于Zn的价态较低,掺杂可提高Mn的价态,使材料中Mn3+尽量向结构稳定的Mn4+转变。掺杂改性:
对于采用金属元素掺杂,能对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的晶格结构起到一定的支撑和稳定作用,并且有效抑制晶胞结构在充放电过程中的相变和塌陷,以达到提高材料的安全、循环性能和放电平台的目的。
1、球形Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-xZnxO2的合成
将CoSO4.7H2O、NiSO4.7H2O、MnSO4.H2O按金属摩尔比1:1;1混合溶液,同时按Zn:(Ni+Co+Mn)=0.03:097配入ZnSO4.7H2O,配成总浓度为2.0molL-1的溶液,与2.0 molL-1的Na2CO3按反应计量比加入到转速为500rmin-1的反应釜中,同时加入一定量的氨水,在55℃下反应一定时间得球形(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-xZnxCO3。所的产物用去离子水洗涤3次,在80℃下烘干,得到碳酸盐前驱体。将球形(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-xZnxCO3在一定温度下氧化,按Li与氧化物过渡金属一定的配比配入碳酸锂,在920℃反应,随炉冷却得到Li(Ni1/3Co1/3Mn1/3)1-xZnxO2。
Zn掺杂能明显改善LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的循环性能,但掺杂过多却恶化材料的循环性能,当掺入量为0.05时出现四氧化三钴相,恶化导电性,所以交换电流密度变小,材料的充放电容量下降。此外,掺杂Zn元素使LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2得电阻增加。掺杂Zn在改善循环性能的同时降低了材料的容量,原因一方面是Zn2+没有变价,部分取代了有容量的镍钴锰元素,因此材料充放电过程中比容量会降低,另一方面,参入Zn2+,提高了材料中LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的化合价,使Mn3+氧化成Mn4+更加完全,相应的也降低了材料的容量。
2、Zr、La的掺杂:
将三元混合材料前驱体Ni1/3Co1/3Mn1/3(OH)2和LiOH.H2O均匀混合,再分别单独加入二氧化锆(ZrO2)、氧化镧(La2O3),并且按照不同的摩尔比例混合,将混合物首先进行预烧结,然后在840℃进行12h的高温煅烧,最终合成Li[Ni1/3Co1/3Mn1/3]xM1-xO2,(M=Zr、La,x=0.99)材料。掺杂后所制备的材料容量有所下降,但对于提高材料的循环性能有一定的效果。
包覆改性:
ZrO2、TiO2和Al2O3氧化物的包覆能阻止充放电过程中阻抗变大,提高材料的循环性能,其中 ZrO2的包覆引发材料表面阻抗增大幅度最小,Al2O3的包覆不会降低初始放电容量。
1、采用非均匀成核法对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2进行表面包覆氧化铝
采用非均匀成核法在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2表面包覆氧化铝的前驱体Al(OH)3,关键在于控制好溶液中铝离子浓度,使该浓度处于Al(OH)3发生均匀成核所需要的铝离子浓度的临界值和发生非均匀成核所需要的铝离子浓度的临界值之间。使得LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2颗粒成为成核基体,促使Al(OH)3晶核在被包覆颗粒表面生长。在LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2表面包覆好Al2O3后,过滤烘干后,在一定温度下进行热处理,得到表面包覆纳米氧化铝的球形LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。
操作:为了使Al(OH)3与LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2有更好的相容性,生成的Al(OH)3颗粒能在球形LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2均匀成核,先对LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2进行预处理。再根据包覆物Al2O3的含量相对于LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2的质量分数为0.5%分别称取所需的Al(NO3)3.9H2O分析纯和LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2,用去离子水分别配成0.02molL-1的Al(NO3)3溶液和50gL-1的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O
2悬浊液,Al(NO3)
3溶液与LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2悬浊液在剧烈的搅拌下混合均匀。用0.5molL-1的氨水把PH值调节到9.0,反应过程控制氨水的流量,反应时间4h,陈化2h后过滤,用去离子水洗涤3次,100℃下恒温5h,得到包覆Al(OH)3的LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。再将其500℃下恒温10h,即得到表面包覆Al2O3的球形LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2。
2、Li(Ni-Co-Mn)O2的包覆改性:
碳包覆:主要是采用有机物为碳源,高温裂解生成碳而均匀的包覆于材料表面。由于有机物高的裂解温度(600℃~900℃),高温下产生的碳容易将三元材料中的镍钴锂还原,因此很少应用于三元材料的改性。
含铝氧化物包覆改性:无定型结构的Al2O3 在Li[Li0.05Ni0.4Co0.15Mn0.4]O2 颗粒表面形成了均一的薄层(大约5nm),结果表明,当采用LiPF6 电解液时,Al2O3 包覆层越薄,材料的容量越高,薄的Al2O3 包覆层对Li+在电极和电解液界面间的嵌入反应并不产生干扰。此外由于Al2O3 纳米包覆层的存在,材料的倍率性能和高温性能均优于未包覆材料,这是由于Al2O3 包覆层的存在抑制了循环过程中电解液所产生的HF 对三元材料的腐蚀,因此减少了活性材料的分解,从而降低了电池的阻抗,改善了材料的电化学性能。
Li2ZrO3 的包覆改性:Li2ZrO3在非水电解质中比较稳定并且具有化学惰性,非常适合作为包覆层来保护电极材料,并且Li2ZrO3为含锂化合物,用它做包覆材料不会阻碍锂离子在充放电过程中的扩散。Ni等人采用浸渍法合成了Li2ZrO3包覆LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2三元材料,结果表明,Li2ZrO3包覆改善了LiNi0.4Co0.2Mn0.4O2三元材料颗粒的表面性能,减少了电极材料与电解液的副反应,而且有效的降低了Li+与Ni2+的混合占位现象。因此其充放电性能与循环性能,尤其是在高温下50°C,得到了很大的改善。
虽然采用不同的物质对 Li[Ni-Co-Mn]O2 三元材料进行包覆改性后,电池的充放电容量提高程度不一,但是其循环性能却都得到了大大的改善,尤其是在高温高倍率下,多次循环后电池的容量衰减明显减少。这是由于在使用LiPF6 电解液时,包覆层的存在抑制了循环过程中HF 对电极材料的腐蚀,减少了电解液与电极材料的副反应,阻止了Ni2+,Co3+,Mn4+金属离子的溶解,从而降低了电池的阻抗,大大改善了材料的电化学性能。
3、Lil/3C01/3Mnl/302表面包覆修饰改性:
利用喷雾干燥法,制备出了LiNi1/3Co1/3Mnl/302正极材料,将其与Zr(OC3H7)4共同放入丙醇中,在80--90℃进行搅拌,直到获得透明胶体。将最终的前驱体在450℃焙烧5 h,最终制备出表面包覆Zr02的LiNil/3C01/3Mnl/302正极材料。Zr没有掺杂到LiNiI/3C01/3Mn1/302体相中,而是完全分布在LiNi1/3Co1/3Mnl/302材料的表面上。通过恒流充放电的测试,在充电截止电压为4.5V时,表面包覆Zr02的正极材料在比容量和循环稳定性上比未包覆的正极材料有所提高,并且还发现包覆Zr02可以抑制在充放电循环过程中的极化现象,表面包覆的Zr02阻止了活性物质和电解液的直接接触,从而减少了电解液在循环过程中的分解。
4、包覆TiO:
三元杂交 篇3
绿色中国:曹总您好,我们知道您的企业主要从事构树树种的培育和产业化发展,但是我们的读者似乎对构树这一树种不是很了解,请您给我们介绍一下好吗? 曹川:构树又称楮树,桑科植物的落叶乔木,雌雄异株,全国大部分地区有分布,主要生长在南方地区,生长于山坡、沟壑边,多为野生,有少量栽培。在我国,构树的应用历史源远流长,古人早已用构树皮作为制布、造纸的原料,据记载,东汉和帝时,耒阳(今湖南省内)蔡伦,始采构树皮、故帛、鱼网、麻增,煮烂造纸天下乃通用之。自东汉以来,构与麻一样,既是制布原料,又是造纸原料。
构树还具有很好的药用价值,始载于《名医别录》,列为中药上品。《本草纲目》称其果(楮实)具有“滋阴补肾,清肝明目,久服不饥不老,轻身壮筋骨,助阳气,补虚痨,健腰膝,益颜色”等功能作用。《中华人民共和国药典》已收藏楮实子及处方用药,构树茎皮部分压汁用来治水肿、癣疾。
构树叶是很好的畜禽饲料。中国农村长期以来就有用构树叶喂养猪牛羊的习惯。近几年,采用现代技术,对其果、叶、子、果汁进行了深入研究,结果表明,构树具有极高的经济价值,全身都是宝,应大力开发利用。
绿色中国:每一个产业的出现,都有其必然的社会环境和市场成因,请您给我们谈谈构树产业在这方面的情况。
曹川:构树的产业化发展,正是国家大力倡导落实科学发展观、发展循环经济的大环境下起步的。你也知道,南方地区的石漠化情况非常严重,而石漠化会引起水土流失并诱发自然灾害。由于贫困和经济落后,人们为获取能源、土地和经济收益而伐树毁林,使本来就脆弱的生态系统生态功能降低,进一步加剧了水土流失和石漠化的扩展,形成恶性循环。尽管采取了许多石漠化治理的措施,石漠化地区仍在不断扩展。近几年,在进行退耕还林和石漠化治理的同时,各地因地制宜地开展了许多后续产业的科技项目,种植了松、杨、桉、竹以及各种果树等经济植物,对于有效治理石漠化也起到了积极的作用。
但是随着项目的不断展开和大面积种植,一些薄弱的环节和问题也开始显现部分植物抗自然灾害(包括虫害)能力低下,品种退化和重新种植的问题无法克服;一些植物对管理技术要求高,农户的种植管理技术跟不上,种植投入成本高;仍然处于分散的小农经济状态,规模小不易形成生态产业,抗风险能力差;产品附加值还不高,未创出品牌,市场风险大,竞争力弱;对畜牧业发展支持率不高;植物的综合利用率低,效益不明显,前景也不够乐观。
因此,我们要选择更好的种植项目,其品种既能改善生态与环境,抗自然灾害能力强,不退化,易种易活,种植成本低,收益好并且适宜大面积种植,综合利用率和附加值高,易形成农业产业化,抗风险能力强,经济效益好,市场对其产品需求大。构树产业就在这个时候应运而生了,它的发展完全能够取得良好的生态效益、经济效益和社会效益。
绿色中国:您可以给我们具体谈谈发展构树产业的生态效益、经济效益和社会效益都体现在什么地方吗?
曹川:我们先讲生态效益。首先是保持水土,保护环境。影响空气质量的有毒物质中,二氧化硫占了很大的比重,二氧化硫也是形成酸雨的罪魁祸首。大面积种植构树后,构树极强吸附二氧化硫的作用,极强滞留土尘、烟尘的作用,会使空气质量更好,减少酸雨的生成和腐蚀。如果有100万亩的种植面积,除了这一大片土地免受风蚀和水土流失,能有效遏止石漠化扩展的势头外,还能连带影响到周边的大面积范围。其次是综合利用了土地资源,在种植构树的同时,或经过2—3年后在构树较好保持水土时,还计划进行多树种的大面积混交种植,以兼顾生物多样性、提高土地的利用率和经济效益。
谈到经济效益,那就更明显了。发展构树产业,可以在恢复和保护生态与环境的过程中增加农民收入;在增加农民收入的同时恢复和保护生态与环境,使企业与农户结成种植、加工、利用(销售)的利益共同体,形成完善的产业链,有效改善现有的农业产业结构,促进生态经济模式的建立。我曾经算过一笔账,假如我们目标定为种植100万亩构树林,每年至少收构树叶80万吨,按每吨800元收购价计算,仅此项每年就可为农民增加6,4亿元的收入。年产300万吨的构树生物饲料可满足1,500万头生猪饲养的需要,又能为农民增加15亿元以上的收入。另外,每年修下的枝条每亩1吨,按市场价400元/吨出售,还可获得4亿元的收入。
至于社会效益,我认为有两点最重要。第一,就是扩大就业,增加税收。通过种植构树使农户增加收入的同时,也促使了农户剩余劳动力的使用。其他配套的产业计划中,苗木基地、饲料厂、纸浆厂等相关的产业组织管理、科研、生产、销售都会吸纳相当数量的人员就业。产业发展成熟后,上述产品的加工和销售均可带来新增税收。第二,就是拓宽了思路,改变了原来“五谷才是粮,耕地才有粮”的观念,促使退耕还林地区和石漠化严重的地区的人们目光转向树林,主动地参与栽种和管理树林,变过去“伐薪毁林”的“靠山吃山”为发展木本粮食、木本饲料,从根本上保障了“退得下,稳得住,不反弹,能致富”目标的实现。
构树合利用的现状和前景
绿色中国:听您谈了这么多,我觉得构树产业的综合效益确实很好。那么我们现在对这一产业的开发和利用状况怎么样?您个人对它的前景怎么看?
曹川:在谈利用之前,我先讲一下构树的哪些部位是可以利用的。可以说构树的全身都是宝。
首先是它的果实富含氨基酸,其中谷氨酸参与多种生理活性物质的合成,对传递神经冲动、维护脑及神经功能发挥重要作用,并参与氨去毒作用。构树的果实原汁口感好,甜度高,不酸,而且还含有种类齐全的矿质元素,人体必需且具有重要药理性的微量元素果实里均含有。
其次是构树叶,科研人员发现构树叶蛋白质含量高达20-30%,氨基酸、维生素、碳水化合物及微量元素也十分丰富,经科学加工后可制成全价畜禽饲料。构树叶的粗蛋白质是大米、玉米的3倍,小麦的2倍,仅次于大豆,用来喂养畜禽,优于配合饲料与混合饲料,效果显著,喂养增效达46%-108%。
第三也是构树最为人所知晓的作用,它是优质的造纸原料。20世纪90年代,河南农业大学赵天榜对构树1-2龄材纤维形态进行初步研究表明:构树1-2龄材纤维含率平均67.3%,其中韧皮纤维含率占皮总量69.7%,平均长度1281.3m,长宽比99.8,长度频率分布在1200m以上者77A%木纤维含率平均66.9%,平均长度803.8m,长宽比65.3,长度频率分布在600-800um者占92.3%。两者均为造纸的优质材料。现在宣纸生产和造纸是以构树皮为主要原料。与桑树等几种优质高浆产量的木浆原料相比较(见表),构树条材的韧皮纤维含率和木纤维含率明显高于其他树种;同桑树、扁担格子和杨树相比,构树的纤维含率具有较大的优越性。
最后一个就是构树广泛的药理效应。中医认为,构树的球状聚花果(楮实、楮桃)和构树的小坚果(楮实子),性寒、味甘,功能补肾清肝、明目、利尿。用于腰膝酸软、虚痨骨蒸、头晕目昏、水肿、胀痛。楮叶:构树的叶子,性凉味甘,凉血、利水。治吐血、衄血、血崩、外伤出血、水肿、积气、痢疾、癖疮。除此之外,对于构树茎、皮的药用也有记载。构树药理作用表现出多种功能,可促进学习、改善记忆、抗血小板凝聚作用,抑制芳香化酶作用(显示具有治疗乳腺癌,前列腺癌的作用);抑制类脂氧化和血管平滑肌增殖作用(显示具有治疗动脉硬化和心血管疾病的作用);抗氧化作用;抑制酪氨酸酶作用(美白肌肤)以及抑制细菌的作用,具有广阔开发利用前景。
基于构树的这些功能,现阶段市场上也形成了几个不同的产业。
首先是饲料,这个被应用得最为广泛。广西、湖北等省区都已经形成了较为成熟的构树饲料产业规模,也收到了良好的经济效益。
其次就是作为纸浆和纤维板原料被应用。构树是制造高级用纸(新闻纸、宣纸、造币纸)的原料,各地均长期收购野生树皮与枝条,也向日本出口构树枝条。但是近年来形成较大规模的企业不多,我们万富春公司在这方面属于走在前列的。构果有丰富的营养成分,爽心的口感及悦目的金红色,可制成天然有机多功能保健饮料。此种天然野生果制成的多功能饮料被专家称为第四代功能性饮料。但是目前上市的饮料还不完全具备这些功能作用,也未见到进行工业化生产的报道。
最后就是制药,由于构树主要为野生,且分散,少有人工大面积种植林,到目前未将其有效生理活性成份进行工业化分离制药。在大面积种植构树、形成规模林后,可在生产饲料的同时,进一步开发进行工业化生产亚油酸胶束、或其他药品,还有美容、生物杀菌剂的成品或中间体。这就是目前构树产业的基本情况,总的说来有的已经初具规模,有的还在摸索阶段,因此它留给我们的开发空间和市场前景都还比较广阔,因此我们对构树产业发展充满信心。
绿色中国:我们知道您的企业在构树产业的开发利用上成效显著,尤其是在构树林浆纸一体化产业发展中在国内处于领先状态,请您给我们谈谈你们企业这方面的情况。
曹川:北京万富春森林资源发展有限公司成立于2005年,公司现有总资产超过10亿港元,拥有林地近500万亩,林木资源总量达到2000万立方米,年度可采伐量近100万立方米,资源分布到中国东北、华北、华南、西南的广大地区,已初步形成林浆一体化原料供应基地。公司计划2009年建成完整的产业链,即:从科研—种质资源培育一苗木繁育一造林一林浆一体化产业链的生产、加工及销售。
2006年万富春公司以优质的林地资源和构树速生基因改良专利技术与香港上市公司金威集团(现更名为“中国林大资源集团有限公司)进行资产重组。
企业秉承以科技为先导的理念,充分开发可再生资源,提高林业资源的开发和利用效率,打造林业资源一体化产业链,成为新型可再生资源的主要生产者和提供者。
公司的核心业务就是新型杂交构树林浆纸一体化项目的开发与推广,主要包括新型杂交构树的育苗、繁育、种植、管理,纸浆原料基地的建设,原料粗加工厂的建设和纸浆厂建设,构树纸浆原料及构树副产品等林业产品的生产和销售。
林浆纸一体化是我们目前的主要项目。这是由于近年来中国经济在迅猛发展,人口众多而且消费水平逐步攀升,形成对纸品、木制品和各种板材的巨大需求,另一方面,由于五大“生态工程”的实施,特别是“天保工程”的限制采伐实施,造成各种林产品产量的降低,木浆生产发展缓慢,国产木浆年产量仅占造纸原料的10%左右,远远低于世界50%的平均水平,这就为我们开展林浆纸一体化项目提供了巨大的空间。
新型杂交构树是我公司与中科院植物所合作培育的制浆造纸专用杂交树种,其韧皮纤维长度平均为7.48 mill,比国内同属树种韧皮纤维高出23.2%。长宽比332,且色泽白,强度大,产量高。采用构树韧皮部制浆可生产如“和”纸、工艺书画纸、食品包装纸、装饰用纸等高档用纸;其木材纤维形态优良,纤维长度最大为1.14 mm,平均0.79 mm,材质疏松,颜色浅,枝干光滑。以构树木材为原料制浆与杨树木浆同级,可分别生产密度板用浆、本色纸板或高强瓦楞纸用浆以及新闻纸或文化纸用浆。与速生杨树制浆相比,构树出浆率是杨树的2倍,且每吨原材料生产纸浆的成本仅为杨树的1/5。此外,新型构树有一定适应性,能在干旱、脊薄、丘陵、河滩地生长良好,成为当前我国北方地区荒漠化治理的理想树种。同时构树既可作绿化和水土保持树种,又可作经济树种,且当年栽植,当年成林,当年收获。属超短轮伐期、速生树种,每年采伐,伐后可以萌生,1年栽植,连年收获,至多三年可形成规模,改变了林业生产周期长、见效慢的局面。迄今为止,它是世界各国特别是日本适合工业用材生产中的周期最短的品种,也是最丰产的品种,尤其适合对采伐周期要求更短的纸浆材生产。其造纸优良特性包括.纤维含量和成浆率高,纤维长且物理性能好,材质白,造纸工艺相对简单,且污染较轻等。大量的试验表明,用构树造纸其质量可与美国、加拿大等国所用的原料相媲美,其木材化学组分和纤维形态比三倍体速生杨、普通毛白杨、黑杨、玉米小麦秸杆等原材料有明显的优越之处。目前,构树纸浆林的立项及其造纸业正在迅速发展。
因此,我们立足于本国现状,选择我国特有构树树种,建立其组培再生和遗传转化系统,并通过现代生物学技术进行分子改良,培育速生、丰产、高耐盐品种,为促进我国工农业持续、快速、稳定发展,逐步实现“林纸一体化”的发展战略作出贡献。
因此,我们有效利用构树这一树种的特质和优势,开展以构树为主的林浆纸一体化项目。我们培育的新型杂交构树适应性强,主要是利用宜林荒山荒地以及不适宜种植粮食作物的沙地、盐碱地等边际性土地种植,以及现有低产、低效林改造成为专用纸浆原料林,不需要占用农地,不与粮食争土地。特别是,中国尚有宜林荒山荒地5400多万公顷,盐碱地、沙地、矿山、油田复垦地等近1亿公顷边际性土地可以利用,前景十分广阔。
绿色中国:请您给我们具体介绍一下林浆纸一体化项目的进展情况。
曹川:科研方面,公司正在申报6项构树专利。正在进行的研究主要有:构树高抗盐基因的分离克隆及其功能研尧构树耐低温基因的分离克隆及其功能研究;构树大量快速繁殖技术研究;构树基因遗传转化体系建立,构树野生资源收集评价,构树基因工程研究;构树木质素基因克隆研究;杂交构树选育培养;构树产业化试验示范及速生丰产技术研究。组培实验室已经完全掌握根据种植规模的要求组培出适合大田种植的杂交构树苗,为杂交构树的大规模种植提供充足的种苗。
基地建设上,我们根据公司战略发展要求,已经分别在河北、广西、湖北、湖南、福建、重庆、四川、贵州建立种苗繁育基地、构树资源圃基地和规模种植基地,为明后两年大规模推广种植奠定基础。
金波南三元杂交羊养殖初探 篇4
1 改良思路
利用南江黄羊作为母本, 体骼大而适中, 3~5月龄初次发情, 6~8月龄体重达25 kg开始配种, 成年母羊可四季发情, 产羔率可达200%;波尔山羊作父本, 因其有高大的体形, 高生长率和高繁殖率。波尔山羊与南江黄羊杂交生产的波南二元杂交羊, 其生产性能和经济效益有较大的提高。位于达县江阳乡太平村九组的达县鸿发肉羊养殖专业合作社, 业主刘承德, 于2009年8月购进南江黄羊母羊40只, 再引进波尔山羊公羊2只, 进行二元杂交, 生产的波南二元杂交羊平均初生重近4kg, 初生至6月龄日增重达160 g, 各项生产指标均高于二者单一品种的生产性能, 杂交优势明显。
利用波尔山羊公羊 (父本) 改良南江黄羊 (母本) 生产的波南二元杂交母羊, 取得了明显的品种杂交优势, 是优秀的选种改配对象。据对67只波南二元杂交怀孕母羊的调查, 其中, 第一个情期受胎的39只, 第二个情期受胎的17只, 第三个情期受胎的11只;共产羔179只, 母羊胎繁殖率达267%, 成活163只, 成活率为91.06%。比南江黄羊繁殖率228%高39个百分点, 成活率也有所上升。
地方优良品种成都金堂黑山羊体形较大, 体质结实, 前躯发育良好, 胸宽深, 后躯发育较好, 尻部较宽, 繁殖率高, 公羊体态雄壮, 睾丸发育良好, 加之前期生长发育快、适应性能和抗病力强、肉质细嫩无膻味等优点, 用以作为父本, 与波南二元杂交母羊杂交生产“金波南”三元杂交羊, 具有显著的杂交优势。位于达县平滩乡桥梁石村九组的达县黑三元肉羊养殖专业合作社, 业主卢飞亮, 利用养殖场多年发展建立的波南二元杂交羊基础养殖群, 购进金堂黑羊作父本, 与波南二元杂交母羊进行杂交, 生产“金波南”三元杂交羊, 平均初生重达5.7 kg, 初生至6月龄日增重达180 g, 各项生产性指标取得了显著提高。在产肉性能、地方适应性、抗病性、耐粗饲和繁殖力等方面显著增强, 且遗传性能稳定。
2 饲养管理养殖技术要求
首先, 注意羊圈的修建。羊圈选址做到“三要”:一要地势高燥, 二要水源良好, 三要离场镇和交通要道有适当距离利于防疫。修羊圈采用吊脚楼式, 地板要求是木条漏缝地板, 边缘处离地面160 cm以上, 木条间距1.5~1.8cm, 地面坡度在25°以上;羊舍走廊120cm左右, 每个羊圈480 cm×450 cm, 圈后窗80 cm×80 cm, 四周围栏要求半封闭, 确保通风换气;食糟里缘离木地板不低于18 cm, 避免羊脚跨入食糟造成污染。
只、d、kg、kg/只
其次, 注意饲养管理。一是饲料营养要平衡, 促进肉羊生长;二是抓好妊娠母羊的管理, 减少环境影响, 争取多产活羊、壮羊;三是搞好羔羊的管理, 使其成活率要高、体重要大;四是及时淘汰不能正常繁殖的公母羊, 减少浪费提高效益。在确保羔羊吃好初乳的同时, 羔羊出生后10~15 d训食青草和精料, 50日应以青粗饲料为主, 适当补喂精料, 羔羊2月龄须得断奶。放牧羊注意不要让羊吃露水草, 以免造成拉稀;不要被雨淋, 避免羊只感冒, 特别注意怀孕后期的母羊和体弱有病的羊不能随大群放牧。舍饲羊饲喂草料、饲料要多样化, 切忌直接将草投入栏内, 注意在饲料或饮水中加入适量的食盐。
再次, 搞好环境卫生, 做好羊群的定期防疫、消毒工作。场区要15d消毒一次, 圈舍要每周消毒一次, 消毒时注意先将场地清扫干净, 再用消毒液进行消毒, 粪便和病死羊要无害化处理;冬季羊舍要保暖, 夏季羊舍要防暑;羊舍通风要合理, 干湿度要适中。聘请驻场兽医定期打好防疫针, 加强春、秋两季羊三联苗和口蹄疫苗的预防注射, 防止传染病发生, 并细心观察羊群, 发现疾病要及时隔离治疗;还要注意按季度定期驱除体内外寄生虫, 对线虫、吸虫通常使用抗蠕敏, 驱虫时间最好是在晴天放牧前进行。
3 养殖效益对比
2009年9月至2010年1月, 组织专业技术人员在试验地达县黑三元肉羊养殖专业合作社和达县宏发肉羊养殖专业合作社分别进行了金波南三元杂交羊 (A) 与波南二元杂交羊 (B) 和南江黄羊 (C) 对比试验, 试验结果见表1、表2。
由表1、表2可见, A1组的初生重显著优于B1、C1组, 初生重分别增加1.68kg和3.43 kg;A2组的日增重也显著优于B2、C2组, 日增重分别增加0.02 kg和0.039 kg, 只平增重分别增加2.4 kg和4.67 kg, 总体对比试验效果明显。试验表明:采用金堂黑羊作终端父本生产的金波南三元杂交羊初生重、日增重均优于波南二元杂交羊和南江黄羊, 平均初生重5.72 kg, 比波南二元杂交羊初生重4.04 kg和南江黄羊初生重2.29 kg分别增重1.68 kg/只和3.43 kg/只;6月龄只平日增重分别增加0.02 kg和0.039 kg, 只平增重分别增加2.4 kg和4.67 kg。
通过在达县鸿发肉羊养殖专业合作社和达县黑三元肉羊养殖专业合作社等地的实践证明:“金波南”三元杂交羊的初生重分别比波南二元杂交羊和南江黄羊增加1.68 kg/只和3.43 kg/只;6月龄适时出栏, “金波南”三元杂交羊分别比波南二元杂交羊和南江黄羊增重2.4 kg/只和4.67 kg/只, 经济价值高156.89元/只和303.05元/只。由此可见, 选择利用波尔山羊公羊 (父本) 改良南江黄羊 (母本) 生产波南二元杂交羊, 选留波南二元杂交母羊 (母本) 与金堂黑山羊 (父本) 进行杂交, 生产“金波南”三元杂交羊作为商品羊饲养销售, 比其单一品种经济价值高、饲养效果好, 具有显著的品种杂交优势, 发展前景广阔。
摘要:随着社会的发展, 人们物质生活水平的不断提高, 养殖业占整个农业的比重越来越大, 对肉类产品特别是草食类肉品的需求愈来愈多, 而肉羊“三高”:胴体瘦肉率高、肉的营养价值高、肉品等级高, 倍受消费者青睐。金波南三元杂交羊养殖技术的应用就是利用国内外优质肉羊品种进行杂交选育、选配、育肥, 从而提高后代生产性能、肉品品质和经济价值;对金波南三元杂交羊进行的试验, 表明发展和饲养质优、高效的三元杂交羊有效解决肉羊养殖业发展障碍。市场前景广阔, 经济效益高, 社会价值大。
三元堂乔迁讲话 篇5
县政府副县长高选
2011年9月19日
各位领导、各位来宾、朋友们:
大家上午好,金秋送爽,瓜果飘香,在这收获的美好季节,我们在这里隆重举行永登三元堂医院乔迁庆典仪式。在此,我代表县委、县政府向三元堂医院的乔迁表示热烈的祝贺!向所有关心、支持我县医疗卫生事业发展的各级领导和各界人士表示衷心的感谢!三元堂医院是集治疗、康复、保健于一体的民营医院,是我县医疗卫生事业走向多样化经营的具体体现,也是为完善全县医疗卫生服务体系而建立的一所综合性医疗机构。自2006年运营以来,该院全体职工克服困难,艰苦创业,医院硬件、软件建设得到了明显改善,医疗卫生服务能力得到了全面提高,经济效益和社会效益逐步显现。今天,三元堂医院隆重乔迁,规模进一步扩大,服务能力进一步增强,必将为全县广大人民群众提供更加良好的医疗服务。我们殷切希望,三元堂医院时刻坚持以人为本,牢记便民理念,进一步加快医院特色专科建设,努力树立医院服务品牌,进一步强化医疗质量管理,抓好医德医风建设和业务技术培训,以优美的环境、一流的服务、良好的信誉、精湛的医术,为我县的医疗卫生事业的繁荣发展做出贡献。
最后,希望各有关部门继续加大对三元堂医院的支持力度,希
望永登三元堂医院继续秉持“诚信、和谐、务实、创新”的管理理念,不断创新思路,积极开拓进取,为促进人民群众的身体健康作出贡献!
“杂交”惹的祸 篇6
精彩,却苦涩。
2006年8月,广西省南宁市兴宁区人民检察院对戴小三以涉嫌集资诈骗罪向兴宁区法院提起公诉。2006年12月,法院依法判处戴小三有期徒刑3年,并处罚金5万元,责令退赔非法所得76.26万元给本案被害人。戴小三的同伙胡、刘等人均已被另案处理。
等这个结果,王老汉熬了两年多。
2004年的最后一个礼物
2004年,王老汉70岁。小儿子生意扭亏为盈,老伴跟自己身体健康,又逢自己70大寿,这一年,老天似乎格外眷顾王老汉。12月3日,王老汉决定收下上天在这一年给自己准备的最后一份礼物——投资“九龙猪”,给幸运的2004年,划上一个圆满的句号。
在街坊邻居心目中,王老汉可是个文化人:读书多,见识广,认识的人也多。遇上什么麻烦,大伙儿总会来问问王老汉。从10月(2004年)开始,就陆续有邻居前来请教王老汉,投资“九龙猪”是否可靠。一开始,王老汉只是劝告大伙儿不要轻信所有的低投入、高回报。可问的人越来越多,有人甚至问了一遍又一遍。出于谨慎,王老汉收集了“九龙猪”及其公司——“广东野天实业发展有限公司南宁分公司”的所有宣传资料,细细斟酌。
要骗王老汉可不容易。他很快就决定,跟邻居分工考察。一方面,让几个年轻人去工商部门和养殖场咨询考察公司注册情况、公司实力及养殖场规模;另一方面,自己亲自出马,弄清楚“九龙猪”这一品种是否属实。
王老汉一边查阅资料,一边咨询朋友。多方打听后,王老汉得到确切消息:养殖野猪与家猪杂交所得新品种是可行的。
王老汉得知:长江大学相关专家经多年研究实践表明,家野猪杂交不仅可克服野猪繁殖力低与生长缓慢的缺点,还可以克服现代家猪肉质差、抗病力低的缺点。杂交野猪肉具有肉质脆嫩、瘦肉率高、营养丰富等特点,其肌间脂肪中亚油酸的含量达17.36%,是普通家猪的2倍。通过人工饲养,野猪能正常生长发育,并且全年都可正常发情与配种产仔,年产两窝,每窝产仔数可达8~9头,存活7.5头;野猪与家猪能正常亲合配种,产仔数可达10~12头。而且已有少量的杂交野猪肉进入市场,价格每公斤可达30~40元,比普通猪肉高出许多。
看来,“九龙猪”的宣传资料中关于杂交猪优点的描述,并非虚夸。
而年轻人也很快带回了消息。该公司于2004年9月成立,公司有合法手续,有工商部门颁发的正式的营业执照,而且实力较强,总公司注册资金500万元,还在多个城市拥有自己的养殖场。公司的主业为发展“九龙猪”品牌这一“科技实业项目”。该项目以投资者出资,公司代养的形式合作,公司再以“公司+基地+养殖户+终端市场”的方式运作。
王老汉琢磨着:技术可靠,品种优良,公司合法,“公司+基地+养殖户+终端市场”的运作模式也比较成熟,投资者只需投入资金,不用参与养殖和销售,一切合乎情理。
于是,2004年12月3日,王老汉带头,以每组4800元的价格,投资了3组(共14400元),邻居中,有的一组、有的两组,或者几家合伙投资一组,纷纷与该公司签订“代养协议”。
王老汉没有想到,他跟邻居精心考察后的投资,竟成了“九龙猪”案中的最后一笔非法集资款。
戴小三的“九龙经”
2004年12月,当第一批投资者发现公司承诺的“按月分红”和“按季付息”未能兑现时,纷纷前往公司讨说法。多次交涉未见效果之后,投资者不得已向公安机关举报。当月,南宁警方介入调查,而此时,公司已人去楼空。
2005年12月,主犯戴小三被南宁警方在深圳抓获,其同伙胡、刘等人也前后纷纷落网。 在受审时,戴小三等人交代了自己非法集资的全过程。
2004年9月,戴小三伙同胡浩东、刘刚等人,经过密谋后,以“朱海”的姓名在南宁市工商局注册成立了“广东野天实业发展有限公司南宁分公司”。
公司成立后,胡浩东负责印刷宣传单,戴小三则以“万友”的假名作掩护,对外声称自己是分公司的总经理。该公司不断招募业务员,向客户鼓吹公司的“科技实业项目”:饲养野猪和家猪杂交的品种,名为“九龙猪”。该公司声称,群众入股发展“九龙猪”野味是改善肉品食物结构,也是为市民做一件好事,更重要的是,这个项目投资获利快,利润高,风险低,有意投资的客户,都可以和公司签订“代养协议”。
为了不断突破投资者的心理防线,让其自愿掏腰包,该公司构筑了一个完整的“谎言链”:富有前景的项目——合法且有实力和背景的公司——高额利息回报——定期不定期的小恩小惠。
于是,在公司的宣传单上,“九龙猪”作为杂交新品种的品种优势和市场前景被强化。并给投资者进行所谓的“科学分析”:“‘九龙猪’如果替代广东家猪市场10%的份额,其经济效益巨大。本公司目前已初步形成了‘公司+基地+养殖户+终端市场’的成熟运作模式,上下游产业已打通,利润空间巨大……”
为了显示公司的实力,一方面把办公场所设在了繁华地段,同时对外声称,在广东天河、湖北武汉、湖南永州、广西邕宁等地都有养殖基地。为了供投资者“实地考察”,还与南宁某苗圃特种种养场签订了合作协议,把该种养场改为“野天实业南宁分公司”的第一野猪养殖基地。其实就是仅仅投入几万元钱买进了一些猪苗。除了工商局颁发的正式营业执照外,公司还弄到了某林学院周某某教授为技术总监的批文,以及某律师事务所的公证函。
要吸引投资者,必须有可观的回报。公司于是给投资者设定了“以每组(12头猪仔)4800元进行投资,投资期为半年至一年,利息为纯利润的20%~ 25%,每月分红,第二季开始按季付息,到期本息付清,投资越多,回报越高。这对于一些手上有些闲钱或急于想找些事做,而苦于没有门路的市民来说,无疑是一个天上掉下的馅饼。
为了不断吸引和刺激投资者,公司还定期不定期地在杭州路某酒店召开集资聚会,约新老客户来参加,以请市民喝茶、送礼、授课等方式,宣传投资“九龙猪”的好处,还邀请一些所谓的投资受益者前往“现身说法”。
就这样,在戴小三等人精心编织的“谎言链”的引诱下,从2004年9月至12月短短的4个月时间内,先后有71人与“广东野天实业发展有限公司南宁分公司”签订所谓的“代养协议”,戴小三等人收取集资款共计76.26万元。
而取得的集资款,并未真正投入养殖,或从事其他的正常经营,而是被公司内部人员瓜分。直到12月,公司的诈骗行迹败露。
擦亮双眼,远离陷阱
在“九龙猪”一案当中,受骗的71名群众大都是一些中老年群众,有像王老汉一样的已是70岁的高龄老人,更多的为五六十岁,还有不少下岗工人和年轻人。
近年来,集资诈骗犯罪案件的被害人主要集中在下岗人员、买断工龄的职工、农民等困难群体。他们往往资金有限,投资经验和判断能力有限,且缺乏维权意识和能力,但对高回报的期望值极高,容易被骗。而诈骗者为了逃避打击,他们会早早做好逃走的准备,一旦集资到一定数额,就会突然携款销声匿迹,一夜间人去楼空,这给公安机关侦破带来很大难度。“九龙猪”一案,作案时间仅4个月,但案件从侦破,到抓获戴小三,到案件判决,一共花了两年多时间。而受害者投入的钱能否拿回,能拿回多少,还是未知数。
三元杂交 篇7
关键词:肉牛,二元杂交,三元杂交,增重对比
自1999年以来,临夏市依靠农牧过渡带区位优势和丰富的资源优势,以肉牛异地育肥为主的肉牛育肥生产有了长足的发展。从肉牛产业发展的国际、国内形势上看,我国肉产品价格具有十分显著的比较优势,但从牛肉产品质量看,我国肉牛质量尚处于较低水平,不能满足人民日益增长的对优质牛肉的需求。肉牛产业规模尚小,专业化、商品化程度低,尤其是临夏市肉牛产业尚处于初级阶段,肉牛良种化程度低、生产周期长、周转速度慢、圈舍利用率低、商品牛出栏率和商品率低、肉质差,市场竞争力不强,尤其没有形成与地域特点相适应的最佳肉牛杂交组合。针对肉牛产业发展中存在的突出问题,通过新品种引进、优质杂种肉牛采购,进行当地优秀二、三元杂交组合筛选,促进临夏市肉牛增长方式的转变和产业化水平的提升。本试验利用当地黄牛及世界著名的肉牛终端父本,利用冻精授配,进行二元、三元杂交,从而筛选出优秀的肉牛杂交组合,从根本上解决和提升牛肉产品的质量、养殖经济效益、牛产品的竞争力不强的实际问题,为临夏市今后开展肉牛“二元”“三元”杂交技术大面积推广和集约化生产提供科学依据。
1 二元杂交肉牛育肥小区试验
1.1 材料与方法
1.1.1 试验牛选择与分组
充分利用当地黄牛资源,选择用引进的黑白花、西门达、秦川等优质细管冻精,经冻配改良的西杂F1、黑杂F1、秦杂F1年龄、体重和膘情相近的公牛各10头,分为三组,做为试验牛。
1.1.2 时间与地点
试验于2013年3月~2014年5月在临夏市俊华肉牛养殖小区、麻乃肉牛养殖场、绍龙肉牛养殖场中进行。
1.1.3 饲养管理
饲养管理按当地现行的正常饲养管理规程进行,饲料以混合饲料、优质小麦干草、青贮玉米秸秆为主,混合饲料组成为:玉米52%、麸皮25%、胡麻饼20%、尿素0.5%、食盐1%,豆粕1.5%。
1.1.4 试验方法
在试验开始前,将每头试验牛进行称重,并记录,首先做好驱虫、防疫等前期准备工作,经观察各组试验牛无异常后,按分组在各组养殖场固定槽位,进入试验期。
1.2 试验结果与效益分析
在试验期内,分别在1个月、2个月、3个月后进行称重,经称重,1个月后西杂F1增重比黑杂F1重5.8 kg,黑杂F1比秦杂F1重3.2 kg;2个月后,西杂F1增重比黑杂F1重15.8 kg,黑杂F1比秦杂F1重9.5 kg;3个月后,西杂F1增重比黑杂F1重26 kg,黑杂F1比秦杂F1重17.2 kg。西杂牛增重效果比黑杂、秦杂牛明显。在试验期内西杂牛头均比黑杂多创收572元、比秦杂头均多创收950.4元,经济效益显著。
1.3 结论
根据临夏市气候、区位、饲养管理条件等方面的实际情况,大力发展以西杂F1为主的肉牛育肥业,是临夏市发展畜牧生产、增加养殖收入,加快农民群众脱贫致富步伐的主要途径。其西杂F1牛具有生长发育快、适应性强、耐粗饲、饲料报酬高、增重效果明显的优点,值得推广。
2 三元杂交小区试验
2.1 材料与方法
2.1.1 试验牛选择与分组
利用从武威购进的99头西杂牛,从中选择年龄、胎次和膘情相近的经产西杂牛50头,随机分为二组,每组25头,第一组用利木辛肉牛冻精授配,即:利木辛(♂)×西黄F1(♀)杂交组合(以下简称利西黄组);第二组用西德黄牛冻精授配,即:西德黄牛(♂)×西黄F1(♀)杂交组合(以下简称德西黄组);产犊后两组均以出生为顺序,选公、母各10头,将初生、3月龄、6月龄体尺、体重测量作为比较对象。肉牛品种利木辛、西德黄冻精均从省家畜繁育中心引进。
2.1.2 时间与地点
试验于2012年1月~2014年5月在临夏市八坊肉牛养殖小区中进行。
2.1.3 饲养管理
饲养管理按当地正常饲养管理进行,饲料以混合饲料、优质小麦草为主,每头牛冬春季节补饲燕麦干草和苜蓿青干草,混合饲料组成为:玉米55%、麸皮25%、胡麻饼20%、犊牛出生后1~20日龄随舍饲母牛哺乳,20~60日龄犊牛留舍隔离定期哺乳,用青干草草粉和煮熟的玉米诱食。60日龄以后,除哺乳外自由采食青干草、小麦草各二分之一的混合饲草,精料补饲由少到多,0.2~0.8 kg/d,精料组成为:玉米50%、麸皮18%、胡麻饼25%、豆饼3.5%、碳酸钙2%、食盐1%、添加剂0.5%。试验牛自由饮水、自由活动、圈舍卫生清洁。
1.1.4试验方法
记录并核定每一头犊牛的初生体重和体尺,认真观察各组试验牛的生长发育情况和适应性,及时做好驱虫、防疫和日常饲养管理。在3月龄、6月龄时空腹称重,测量体尺,并一一记录。通过2组试验牛的数据统计分析进行综合对比,从而筛选出生长发育快,适应性强,符合肉牛体貌特征的最佳杂交组合。
2.2 试验结果
2.2.1 外貌特征
两个试验组普遍具有品种肉牛的体形特征和杂种牛适应性强、耐粗饲的特点,3月龄后,长方形体形日趋明显、轮廓显明、各部位发育协调、胸身宽、背平直、肋弓开张、腹大腰长、尻长平方、四肢端正有力、垂肉发达、蹄方正。
2.2.2 体尺变化
从初生到6月龄试验牛体尺三项主要指标(体高、胸围、体斜长)比较为:德西黄F1>利西黄F1,3月龄德西黄F1体尺三项指标:体高德西黄F1比利西黄F1高5.1 cm,胸围德西黄F1大于利西黄13.4 cm,体斜长德西黄F1比利西黄F1长7.5 cm。
2.2.3 生长发育变化
经称重德西F1初生重比利西F重3.3 kg,德西F1>利西F1;再看3月龄,德西F1比利西F1重13.4 kg;6月龄,德西F1比利西F1重16.7 kg。6月龄、3月龄体重走势与初生重趋势相吻合。
2.3 经济效益分析
按活牛市场价格计算,杂种牛6月龄活重22元/kg计算,德西牛头均5 071元,利西牛头均4 703.6元,德西牛比利西牛增收367.4元/头。临夏市每年细管冻精授配肉牛5 600头,其中,西杂牛4 200头,若全市推广普及德国黄牛细管冻配,每年可新增产值51.4万元。
2.4 结论
饲养三元杂交瘦肉猪应注意的问题 篇8
三元杂交瘦肉型猪的品种血缘组合关系对日增重、料重比、屠宰率和瘦肉率都有很大影响, 因此, 三元杂交猪父母系的血缘一定要清楚明白, 并要有特定的标记及资料以备考察。
2 仔猪须早期生长发育良好
仔猪的初生重、断奶重与后期增重有很强的相关性。仔猪生长发育良好的标志就是45日龄时体重在17.5千克以上。这就说明仔猪在胎儿期、哺乳期的生长发育良好, 到育肥期的日增重、料重比等生产性能就很理想。如果无法确定仔猪日龄, 可通过观察其性器官发育程度来确定。如果仔猪重20~25千克时, 公猪的睾丸、母猪的阴户都未开始发育, 则说明生长发育良好, 反之则生长受阻。
3 合理使用全价饲料
不完善的营养是猪不能达到最大生产潜力的主要因素, 饲料中的营养素对猪的免疫功能也有影响, 而胴体的品质也直接受饲料品种的影响。因此要想获得三元杂交瘦肉猪的最大生产效益, 饲料的全价性是饲养成功的关键之一。
4 注意节约饲料成本
饲料占养猪成本的70%左右。为了在满足猪营养要求的同时降低饲养成本, 在管理上可采用以下方法:多阶段饲养。把猪的生长期分为若干阶段, 把价格较高的蛋白质饲料———浓缩预混料和基础料的比例每10天调整1次, 即将预混料的比例从20%每10天降1个百分点, 基础料每10天提高1个百分点。生料干喂, 饲料中的许多营养素特别是维生素在高温下易被破坏失活, 所以应以生喂为好 (豆类饲料除外) 。有的营养物质会在水中流失和发生某些化学变化, 因此应大力推广生料干喂技术。猪采食干料能增加咀嚼次数, 促使唾液大量分泌, 使唾液中的消化酶更能充分地发挥作用, 提高饲料利用率。
5 限制饲喂
限制饲喂可以提高饲料的利用率和商品猪胴体瘦肉率。一般猪体重在60千克以下时不要限饲, 以免影响日增重;体重在60千克以上时, 猪的消化器官已发育完善, 采食量大, 进行限饲可以达到节约饲料、减少脂肪沉积和提高瘦肉率的目的。限饲的标准一般为足采食量的80%~85%。适时出栏。猪的生长发育是按骨———肉———脂的顺序进行的, 猪的饲养期越长或体重越大, 脂肪沉积越多, 猪皮就越厚, 就会降低胴体瘦肉率。另外猪体沉积脂肪所消耗的能量是蛋白质的9倍, 所以饲养“大猪”将会付出巨大的饲料代价。三元杂交瘦肉猪出栏体重一般为70~90千克。
6 搞好饲养生态环境, 减少应激反应
三元杂交瘦肉猪较为敏感, 容易发生应激反应, 影响生长和健康, 甚至造成死亡。如高温环境中猪食欲下降, 增重缓慢;低温会使猪营养消耗增多;饲养密度大、噪音、空气污染严重, 使猪群难以安静, 造成咬尾、咬耳、打架等。所以一定要使猪舍保持冬暖夏凉、通风透气、密度适宜, 才能使猪群健康。
三元杂交 篇9
1 材料与方法
1.1 杂交试验母牛及公牛品种的选择
二元杂交试验共选择体质、年龄、胎次相近的本地黄牛45头, 分成三组, 每组各15头, 南德温、西门塔尔及利木辛细管冻精各30支。
三元杂交共选定二元杂交母牛南黄F1、西黄F1、利黄F1母牛各20头, 南德温、西门塔尔及利木辛细管冻精各40支。
1.2 测试时间
试验于2004年8月至2007年10月在灵台县部分乡镇世界银行贷款畜牧综合发展项目养牛户中进行。
1.3 测试方法
二元杂交试验方法采用母牛分组, 用所选公牛细管冻精人工授精配种的方法进行。具体操作如下:A组:南德温 (♂) ×本地黄牛 (♀) 杂交组合, (以下简称南黄组) ;B组:西门塔尔 (♂) ×本地黄牛 (♀) 杂交组合 (以下简称西黄组) ;C组:利木辛 (♂) ×本地黄牛 (♀) 杂交组合 (以下简称利黄组) ;产犊后以犊牛出生时间为顺序, 每组各选出犊牛10头, 作为初生、3月龄、6月龄三个阶段的体尺、体重测定对象, 若选择的犊牛出生后死亡, 则注销其登记对应组, 别的公犊或母犊相应顺延。
三元杂交试验选择年龄、胎次、饲养管理、体质等条件相近的南黄F1、西黄F1、利黄F1、母牛各20头, 分成6组, 每组10头, 用南德温细管、西门塔尔细管、利木辛细管按如下方式进行人工授精:A组:西门塔尔 (♂) ×利黄F1) (♀) (以下简称西利黄组) , 西门塔尔 (♂) ×南黄F1 (♀) (以下简称西南黄组) ;B组:利木辛 (♂) ×南黄F1 (♀) (以下简称利南黄组) ;利木辛 (♂) ×西黄F1 (以下简称利西黄组) ;C组:南德温 (♂) ×利黄F1 (♀) (以下简称南利黄组) 、南德温 (♂) ×西黄F1 (♀) (以下简称南西黄组) 。产犊后以犊牛出生时间先后为顺序, 每组各选出犊牛8头, 作为初生、3月龄、6月龄三个时间段的体尺、体重测定对象。若选择的犊牛出生后死亡, 注销其登记, 对应组别的公犊、母犊相应顺延。
1.4 饲养管理
饲养管理按照当地传统方法。即:妊娠和哺乳母牛夏秋两季放牧不补饲, 冬春两季在放牧的基础上, 每头牛每日补饲混合饲料1~1.5 kg, 干麦秸3 kg。混合饲料组成:玉米55%、麸皮25%、钙粉0.5%、含硒微量元素0.5%、壮膘健胃散0.5%、胡麻饼18%。犊牛出生后1~20日龄跟随舍饲母牛自然哺乳, 20~60日龄, 犊牛留舍与母牛隔离, 定期哺乳, 同时, 开始诱食草料。60日龄后除哺乳外, 夏秋两季放牧不补饲, 冬春两季除放牧外, 自由采食玉米秸、豆秸、麦秸等混合饲草, 精料由少到多补饲0.2~0.8 g/d, 精料组成与哺乳母牛料相同, 60日龄至3月龄驱虫, 洗胃健胃一次, 驱虫用硝氯酚片按每千克体重4 mg内服, 或用丙硫咪唑片按每千克体重10 mg内服, 第一日驱虫, 第三日用碳酸氢钠片适量洗胃, 第五日用大黄碳酸氢钠或龙胆苏打片健胃, 间隔7 d后重复一次。
1.5 测定项目
主要测定杂交犊牛在初生、3月龄、6月龄3个时间段的体尺、体重 (称重与体尺测定均在早晨空腹状态下进行) 。
1.6 数据统计
数据均以平均值±标准误 (X±SE) 表示。
2 结果与分析
2.1 二元杂交
初生阶段、3月龄阶段、6月龄阶段不同二元杂交组合后代犊牛体重、体尺比较见表1。
初生阶段南黄杂交组后代体重、体尺高于其它两组, 南黄杂交组后代与利黄杂交组后代差异较显著 (P﹤0.05) , 南黄杂交组后代与西黄杂交组后代差异不显著 (P﹥0.05) , 西黄杂交组后代与利黄杂交组后代差异不显著 (P﹥0.05) 。
3月龄阶段南黄杂交组后代体重、体尺高于其它两组, 南黄杂交组后代与利黄杂交组后代差异极显著 (P﹤0.01) , 南黄杂交组后代与西黄杂交组后代差异较显著 (P﹤0.05) , 西黄杂交组后代与利黄杂交组后代差异不显著 (P﹥0.05) 。
6月龄阶段南黄杂交组后代体重、体尺高于其它两组, 南黄杂交组后代与利黄杂交组后代差异极显著 (P﹤0.01) , 南黄杂交组后代与西黄杂交组后代差异较显著 (P﹤0.05) , 西黄杂交组后代与利黄杂交组后代差异不显著 (P﹥0.05) 。
2.2 三元杂交
初生阶段、3月龄阶段、6月龄阶段不同三元杂交组合后代犊牛体重、体尺比较见表2。初生阶段、3月龄阶段、6月龄阶段3种杂交组后代体重、体尺差异均不显著 (P﹥0.05) 。
3 结论与讨论
在二元杂交组中, 南德温、西门塔尔、利木辛分别作为父本与灵台县本地黄牛进行杂交, 其后代改良效果都非常明显。共同特点是:一是体重大, 生长速度快;二是体形外貌发生了明显的变化, 表现为体格加大, 体躯加长、肌肉丰满, 体幅变宽, 前胸饱满, 尻部及大腿发育良好;三是饲养效益高, 断奶前市场售价高于地方品种牛。南德温作为父本, 其后代除以上特点外还具有适应性强、耐粗饲、易管理、性情温顺、能使役;难产率低, 难产率为0.1%;西门塔尔其杂交代头额较宽, 难产率偏高, 难产率为3%, 同时, 其被毛有杂色, 不太受当地群众欢迎, 且其骨量大, 对灵台县黄牛的屠宰率改进不明显;利木辛杂交后代头额比南德温杂交代头额宽, 难产率为1.5%, 高于南德温杂交代, 其体尺、体重及各阶段增重效果不如西门塔尔、南德温杂交代。因此, 在二元杂交组合中, 改良当地黄牛最佳父本为南德温。
三元杂交组中, 南德温、西门塔尔、利木辛分别作为终端父本, 其后代均表现出良好的杂交优势。其中用南德温作父本改良西门塔尔或利木辛与灵台本地黄牛的二元杂交代母牛产生的三元杂交后代, 杂合了南德温与西门塔尔或利木辛的品种优势, 且克服了西门塔尔和利木辛的缺点。同时, 由于灵台县长期引进西门塔尔和利木辛改良当地黄牛, 目前存栏的母牛大多数为利黄或西黄二元杂交品种, 含有西门塔尔和利木辛血统, 因此, 以南德温作为三元杂交的终端父本, 改良灵台县本地母牛, 可以作为灵台县在更高层次上推进黄牛改良和优质牛肉生产的首选途径, 其前景十分广阔。
由于试验设置和自然条件的限制, 犊牛断奶后, 被高价收购贩运到异地育肥, 导致12、18月龄阶段主要体尺、体重未能测定, 有待今后进一步补充。
摘要:选用南德温、西门塔尔、利木辛的细管冻精分别授配本地黄牛母牛。用南德温冻精分别授配利黄F1、西黄F1母牛, 用西门塔尔冻精分别授配利黄F1、南黄F1母牛, 用利木辛冻精分别授配西黄F1、南黄F1母牛。母牛和犊牛在相同饲养管理条件下, 测定二元杂交代在一定生长阶段的体尺、体重等主要生长发育指标。结果表明, 南黄组合二元杂交犊牛初生、3月龄、6月龄的体尺、体重明显高于其他组合二元杂交代;南德温作为父本改良西黄牛、利黄牛效果非常显著, 明显优于南德温二元杂交牛, 同时, 杂合了南德温与西门塔尔或利木辛的品种优势, 且克服了西门塔尔和利木辛的缺点, 可以作为灵台县及类似生态环境条件下肉牛三元杂交的终端父本品种在黄牛改良中推广应用。
三元杂交 篇10
1 存在的主要问题
生猪“三元杂交”技术, 在畜牧业生产中处于领先水平, 属生猪发展的高新技术。本技术虽然在各地应用多年, 但在实际推广中存在很多问题。
1.1“三元杂交”猪覆盖面小, 多数停留在“二元”水平上, 特别是二元母猪实际存有量低, 缺乏“三元杂交”猪繁育的基础保障。
1.2 一些生猪规模养殖场, 采取长白和大白二元杂交生产出的二元母猪, 继续用大白或长白公猪配种, 进行扩繁, 不使用终端父本, 仍停留在二元繁殖水平上, 没有走到三元这一步。
1.3 有些生猪规模养殖场种猪品种配置不够, 缺少三元终端种猪品种, 开展不了三元杂交。
1.4 因受原种母猪采购成本价格较高影响, 一些规模养殖场不能按规定定期引进原种母猪, 用二元母猪代替原种母猪, 导致回交, 近亲繁育, 降低生产性能, 生产能力下降, 进一步降低了瘦肉率和养殖效果, 上述这些因素都影响了三元杂交技术的推广效果, 因此, 本技术有需进一步强化推广, 发挥更大的推广和应用价值。
2 改进措施及建议
为尽快发挥科技优势, 生产出更多的三元杂交猪产品, 满足人们更高的消费需求, 应采取积极有效的措施, 使生猪三元技术得到有效实施, 在广大规模养殖户中得到广范应用, 引导养殖户生产更多的优质、高效的生猪产品, 提高生产效益和社会效益, 为人们提供高质量的猪肉食品, 满足人们对肉类食品的更高需求。推进生猪产业又好又快发展。
2.1 合理配置三元杂交的诸要素。
选择最佳的组合, 外三元选择长×大×杜, 或大×长×杜, 混三元选择本地×长×杜。必要时要对二元公和三元公进行异地调整, 更换血缘, 最大限度发挥杂交优势。并严格执行技术规程, 保证用全各要素, 做到配置合理。
2.2 科学指导三元杂交技术实施。
建立系普, 公母猪档案, 积极开展猪人工授精, 规范饲养管理, 优化猪场环境, 综合防治生猪疫病, 做好污水、污物和病死猪无害化处理等。
2.3 采取配套的饲养管理技术。
严格执行三元猪饲养技术, 实行标准饲料配方, 执行饲养程序, 合理添加生物菌制剂, 酶制剂等有益物质, 促进生长。强化管理, 严格控制饲养环境, 按管理规定从事养猪生产, 禁止添加“瘦肉精”等违禁药品, 禁止违规使用抗生素, 严格执行休药期制度, 提高肉品质量和消费安全。
2.4 建立二元母猪繁育基地。
广泛开展生猪三元杂交技术, 二元母猪是基础, 必须有足够的二元母猪做保证, 要根据生产规模和建设目标的需求, 建立二元母猪生产基地或二元母猪繁殖群。如年生产1 000头三元杂交猪至少要配备经产二元母猪63头 (按每头母猪年产仔出栏肥猪16头) 左右, 以保证三元仔猪的供应量, 为进一步进行三元猪生产打下基础。
2.5 政策扶持鼓励技术实施。
三元并购三鹿定局 篇11
三元定局
三元是最早表达收购三鹿意向的企业。9月26日,北京三元食品股份有限公司停牌公告称:公司于2008年9月25日接有关部门通知,公司须研究相关并购事宜。经公司申请,公司股票自2008年9月26日起停牌,直至相关并购事项确定并公告后复牌。
目前,石家庄市政府已经成立了由一名副市长为组长的企业重组新生洽谈领导小组,该小组正积极与战略投资者洽谈接触。“国企更容易推进。”前述企业重组工作组成员称。
11月4日,三鹿集团法律事务部李凯亮告诉《中国新闻周刊》,目前没有确凿消息证实三元已经在收购三鹿,“但是三元的可能性较大,双方还在谈判中。”他说,昨天三鹿以及石家庄市政府和三元、完达山等召开了一次会议,会议通报了倾向于三元参与重组的信息,但具体的合作方式还没有谈到。不过,李凯亮认为,三鹿的资产不会被分拆。
11月3日,一位不愿透露姓名的石家庄市负责三鹿企业重组的工作组成员向《中国新闻周刊》表示,目前三元是最有可能并购三鹿的公司。中国奶业协会理事、广州市奶业协会理事长王丁棉也告诉《中国新闻周刊》,据中国奶业协会消息,三元将收购三鹿7家核心工厂,而完达山则将可能获得三鹿位于黑龙江的1家工厂。
此前的10月28日,宣称研究并购且停牌已经月余的三元,首次公告承认,与三鹿集团仍在商谈并购重组事宜,公司股票将继续停牌。对于“迟到”一个多月才出现在三元公告中的“三鹿集团”,公众并不意外,因为北京三元是在三聚氰胺事件中几乎唯一能够自证清白的公司之一,除了三元,还有谁能够有胆略去觊觎三鹿?
不过,北京三元食品股份有限公司董事会秘书王钤却表示,“双方正在商谈之中”,她告诉《中国新闻周刊》,不好预计进度,“这个要看谈的情况。持续多久,要看双方的态度。”
“如果有初步的意向,肯定会公布,这个是不能隐瞒的。” 王钤11月2日向《中国新闻周刊》表示。
北京三元集团有限责任公司公关宣传部长付鹏11月4日告诉《中国新闻周刊》:“目前谈判仍在进行,还没有公告,不方便发表意见。”对于何时会发布公告,付鹏说:“近期吧,很快。”
“蛇吞象”悬疑
资金问题,是困扰三元收购三鹿的最大难题。
《中国新闻周刊》接触到的上述企业重组工作组工作人员曾说:“三元能吃得下三鹿吗?”他质疑三元资金不足。
三元股份2008年半年报数据显示,截至今年上半年,三元的现金及现金等价物余额为9247万元。而三鹿截至2007年底的总资产16.19亿元,总负债3.95亿元,净资产12.24亿元,当年的销售收入为100亿元。因资金悬殊,三元收购三鹿一度被认为是一起“蛇吞象”的典型。
北京三元食品股份有限公司董事会秘书王钤对此表示:“我们不会去证实市场传言,也不会回应。”她告诉《中国新闻周刊》,“现在双方主要是按照上市公司规则尽力去商谈,其他的个人意见都不重要。”
但中国奶业协会理事、广州市奶业协会理事长王丁棉认为,三元集团的财力可以缓解北京三元食品股份有限公司的资金困局,而且银行贷款以及政府给予优惠政策等都会化解该难题。
李凯亮11月4日告诉《中国新闻周刊》,作为国有企业,资金不会成为三元的障碍。
公开资料显示,三元股份由北京三元食品有限公司整体改制而来,系在原股东北京控股有限公司和北京市农工商联合总公司的基础上,又吸收了北京燕京啤酒股份有限公司等四家新股东所组成的股份有限公司。公司总股本48500万股,总资产13亿元人民币。
“三聚氰胺事件”中,三元几乎成为“安全代名词”。自9月18日至9月25日,三元股份连续拉升了6个涨停板。今年4月底刚“摘帽”的三元股份在6个交易日内,股价从3.4元一路涨至5.59元,涨幅高达64.4%。
不过,此间分析认为,由于三元希望有选择性地收购部分资产,如生产线、可控奶源等,谈判可能因此停滞不前。
其他有意竞购的企业也有同样的顾虑。目前已有消费者向三鹿进行索赔,三鹿赔偿多少尚无定数。另据三鹿集团的估算,此次召回的奶粉总量超过10000吨,涉及退赔金额约7亿元以上。而经销商70%的退货款也迫在眉睫。
企业重组工作组成员告诉《中国新闻周刊》,重组并不会涉及到接盘者承担债务的问题,他说:“三鹿相当于是把自己卖了去还债。这个可能会涉及到谈判过程中要看企业值多少钱,需要赔付多少金额,双方在商谈中协调。”
李凯亮11月4日接受《中国新闻周刊》采访时表示,如果如前所述是整体收购的话,“负债跟着资产走。”
三元杂交 篇12
1 材料与方法
1.1 父本的选择
2007-2012年, 课题组从贵州省家畜冷冻精液站引进弗莱维赫牛细管冷冻精液35 000支和利木赞牛细管冷冻精液40 000支, 精子活力均在0.35以上, 有效精子数为5 000万个以上。
1.2 母本的选择
在遵义县的鸭溪镇、马蹄镇选择健康无病的西 (♂) ×本 (♀) F1代母牛作为母本, 用弗莱维赫牛和利木赞牛细管冷冻精液适时配种, 同时做好记录。
1.3 试验设计
将试验牛分为试验组和对照组2组。试验组为23头弗♂× (西♂×本♀) 三元杂交牛, 其中公牛13头、母牛10头;对照组为22头利♂× (西♂×本♀) 三元杂交牛, 其中公牛12头、母牛10头。按时测定试验牛只的初生、6月龄、12月龄和18月龄的体高、体斜长、胸围、管围、体重及日增重。
1.4 饲养管理
2组牛的饲养管理条件相同:饲养在同一双列式牛舍, 舍内设有饲槽及饮水装置, 试验牛在牛舍内进行拴系饲养, 分组统一饲喂, 每天分别于上午10:00和下午6:30各饲喂1次精料。
1.5 数据处理
采用Excel对试验数据进行统计分析。
2 结果与分折
弗西本三元杂交牛与利西本三元杂交牛的生长性能测定结果, 如表1所示。
2.1 体尺
由表1可知, 试验组公、母牛与对照组相比, 初生时的体高、体斜长、胸围和管围分别高2.74%和2.88%、7.61%和6.95%、16.66%和15.25%、4.03%和6.05%;6月龄的体高、体斜长、胸围和管围分别高11.76%和15.38%、16.14%和15.29%、15.51%和14.49%、25.30%和23.71%;12月龄的体高、体斜长、胸围和管围分别高16.47%和15.62%、17.12%和14.60%、14.96%和18.09%、13.01%和11.97%;18月龄的体高、体斜长、胸围和管围分别高13.07%和10.91%、13.72%和12.38%、7.20%和7.05%、18.78%和16.56%。
2.2 体重
由表1可知, 试验组公、母牛与对照组相比, 初生体重分别重2.27和1.42 kg, 高6.42%和4.15%;6月龄体重分别重10.31和4.29kg, 高6.80%和2.93%;12月龄体重分别重54.72和67.07kg, 高21.36%和28.11%;18月龄体重分别重91.67和101.86kg, 高24.32%和28.65%。表明弗西本三元杂交牛的初生、6月龄、12月龄和18月龄的体重明显高于利西本三元杂交牛。
2.3 日增重
由表1可知, 试验组公、母牛与对照组相比, 从初生至6月龄的日增重分别重44.67和15.95g, 高6.92%和2.55%;6月龄至12月龄的日增重分别重145.70和182.35g, 高23.76%和32.11%;12月龄至18月龄的日增重分别重205.28和193.28g, 高30.60%和29.76%。
3 讨论
1) 本试验结果表明, 在集约化饲养条件下, 弗西本三元杂交牛公、母牛日增重明显高于利西本三元杂交牛, 基本达到本地区同类育肥牛的较好水平。说明弗西本三元杂交牛在本地环境条件下, 采用集约化饲养管理方式育肥, 能充分发挥其生长性能。